基于SOBEK的河網(wǎng)結(jié)構(gòu)-調(diào)蓄能力-洪澇災(zāi)害情景分析.pdf

1、洪澇災(zāi)害是沿海平原地區(qū)的主要自然災(zāi)害，給沿海城市的生命財產(chǎn)帶來了嚴(yán)重威脅，洪澇災(zāi)害的防治是當(dāng)代國際社會、學(xué)術(shù)界普遍關(guān)注的熱點問題。
　　 在國家自然科學(xué)基金重點項目“沿海城市自然災(zāi)害風(fēng)險應(yīng)急預(yù)案情景分析(40730526)”的資助下，采用適合感潮河網(wǎng)地區(qū)區(qū)域水文模擬的SOBEK模型，通過歷史資料、實測資料與模型模擬相結(jié)合，分析上海上世紀(jì)洪澇災(zāi)害的發(fā)生趨勢和各類致災(zāi)因子在不同時期可能產(chǎn)生影響，著重模擬分析受城市化深刻影響的河網(wǎng)結(jié)構(gòu)

2、一調(diào)蓄功能變化對城市洪澇災(zāi)害的影響。通過典型情景的設(shè)計和研究，提出類似上海這樣的高度城市化沿海城市，基于內(nèi)部區(qū)域差異的洪澇災(zāi)害防范和河網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計對策。為上海市制定防洪除澇管理、河道整治、河網(wǎng)規(guī)劃方案和水資源可持續(xù)發(fā)展模式提供一定的理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。
　　 本文回顧與總結(jié)了上海市洪澇災(zāi)害、致災(zāi)因子與平原河網(wǎng)防洪理論研究，在已有研究的基礎(chǔ)上，主要研究成果包括：
　　 1.上海洪澇災(zāi)害發(fā)生頻次及主要致災(zāi)因子變化特征研究。對上

3、海市洪澇災(zāi)害發(fā)生頻次和輕重程度的變化特征做了調(diào)研和資料搜集；1949-1991年內(nèi)上海市洪澇災(zāi)害的主要致災(zāi)因子及其變化特性研究表明，洪澇災(zāi)害發(fā)生頻次有下降趨勢，但程度有上升趨勢；汛期降水量及米市渡站年最高潮位振蕩上升，河道數(shù)量消失速度趨緩。
　　 2.上海洪澇災(zāi)害、主要致災(zāi)因子間影響機制研究。對1949-1991年間各致災(zāi)因子與洪澇災(zāi)害的關(guān)聯(lián)性分析發(fā)現(xiàn)，主要致災(zāi)因子對上海洪澇災(zāi)害影響具有顯著的階段性特征；降水和潮位對洪澇災(zāi)害發(fā)生

4、的影響基本是即時性的，河道消失的影響則滯后2-3年并持續(xù)影響4-5年。多元回歸分析表明，采用米市渡年最高潮位、年河道消失數(shù)和汛期雨量指標(biāo)，可以進(jìn)行洪澇災(zāi)害發(fā)生的趨勢性預(yù)測。
　　 3.平原感潮型河網(wǎng)模型構(gòu)建。搜集和分析平原感潮河網(wǎng)的特征，在Sobek水力模型平臺上，設(shè)置體現(xiàn)感潮水力學(xué)特點的追趕反饋洪水演算方法，再輸進(jìn)感潮洪峰水位過程線，良好的體現(xiàn)出雙向水流、河網(wǎng)環(huán)狀水流的特點，使計算更加準(zhǔn)確，模型更具有區(qū)域特點。
　　

5、4.河網(wǎng)結(jié)構(gòu)-調(diào)蓄能力-洪澇災(zāi)害情景設(shè)計。針對河網(wǎng)結(jié)構(gòu)影響河網(wǎng)對洪澇調(diào)蓄能力的研究目的，情景分為洪水類型情景、河道要素情景、河網(wǎng)要素情景進(jìn)行遞推式控制變量法情境設(shè)計。洪水類型情景選擇1999年梅雨洪峰(極端梅雨)、2007年梅雨洪峰(典型梅雨)、2009年莫拉克暴雨洪峰。河道要素情景分別針對河面寬、河床糙率設(shè)計，河網(wǎng)要素情景分為河流彎曲度情景、支流入?yún)R角度情景、支流入?yún)R位置情景、河面率情景。
　　 5.河網(wǎng)結(jié)構(gòu)-調(diào)蓄能力情景模擬

6、和分析。在Sobek軟件平臺上，用平原感潮河網(wǎng)概化模型對河網(wǎng)結(jié)構(gòu)-調(diào)蓄能力進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果顯示：在不改變河面率的情景下，支流的交匯角度小，交匯點在干流上游時河網(wǎng)削減洪峰能力相對較大；在提高河面率的情景下，河網(wǎng)調(diào)蓄能力隨河流彎曲度增大而增大，當(dāng)彎曲度為2.8時河流單位面積削減洪峰的能力達(dá)到峰值；隨河面率增大河網(wǎng)削減洪峰能力增強，河面率在3％-5％之間時，單位河面積增量的削峰效率最強；增加支流面積比增大干流面積更能有效改善河網(wǎng)的調(diào)蓄功能。