蓄滯洪區(qū)一二維多口門銜接洪水調(diào)度數(shù)學(xué)模型研究與應(yīng)用.pdf

1、近年來我國洪水頻發(fā),洪水造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失與慘重的人員傷亡。本文針對非工程性防洪設(shè)施--蓄滯洪區(qū)進(jìn)行洪水調(diào)度的數(shù)值模擬計(jì)算,得到不同來流情況下蓄滯洪區(qū)內(nèi)淹沒水深、淹沒面積與淹沒歷時等信息,為防洪減災(zāi)以及蓄滯洪區(qū)內(nèi)的洪水調(diào)度和社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供有力的技術(shù)支持與科學(xué)依據(jù)。
　　本文分別利用三點(diǎn)隱式差分法和有限體積法離散一維、二維控制方程,結(jié)合永定河蓄滯洪區(qū)現(xiàn)狀地形及現(xiàn)行調(diào)度方案,建立了蓄滯洪區(qū)一、二維洪水調(diào)度數(shù)學(xué)模型。為了驗(yàn)證模型的精

2、度,使用1956年歷史洪水資料進(jìn)行模擬計(jì)算與參數(shù)調(diào)試。經(jīng)過調(diào)試后確定了模型的主要參數(shù),應(yīng)用該模型進(jìn)行北京新機(jī)場建設(shè)的防洪評價(jià)研究。研究結(jié)果表明北京新機(jī)場建設(shè)對永定河蓄滯洪區(qū)的防洪減災(zāi)作用影響不大。根據(jù)計(jì)算結(jié)果給出了寺垡辛莊分洪口門的建議分洪水位與分洪控制流量。通過對屈家店閘上水位與過流流量的影響因素進(jìn)行分析,認(rèn)為蓄滯洪區(qū)的入流總水量與龍河最大流量是最主要的影響因素。在北京新機(jī)場遠(yuǎn)期建設(shè)后的工況下,利用MichaeL. Dekay與 Ga

3、ry H.McClelland建立的公式進(jìn)行洪災(zāi)期望損失計(jì)算,以水深分布為災(zāi)情劃分依據(jù),初步繪制了永定河蓄滯洪區(qū)的洪水風(fēng)險(xiǎn)圖。
　　本次建立的數(shù)學(xué)模型對一維河道與二維泛區(qū)進(jìn)行網(wǎng)格單獨(dú)剖分。小流量時河道獨(dú)立計(jì)算,大流量時利用一二維銜接模式進(jìn)行計(jì)算。一二維模型銜接模式采用一維旁側(cè)出流流量等于二維模型邊界流量,一二維水位差確定堰流流量、方向的方法交替疊代計(jì)算,達(dá)到一二維銜接模型聯(lián)解的目的,實(shí)現(xiàn)一維與二維的耦合計(jì)算。本模型通過流量、水位與