20633.基于一維、二維水力學(xué)耦合計(jì)算模型的洪水風(fēng)險(xiǎn)分析研究

1、基于一維、二維基于一維、二維水力學(xué)水力學(xué)耦合計(jì)算模型的耦合計(jì)算模型的洪水風(fēng)險(xiǎn)分析研究洪水風(fēng)險(xiǎn)分析研究ResearchonFloodRiskAnalysisBasedonOnedimensionalTwodimensionalHydraulicCouplingCalculationModel學(xué)科專業(yè)：水利工程研究生：劉海嬌指導(dǎo)教師：楊敏教授天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二零一二年十二月I摘要眾所周知，洪水是我國(guó)頻繁發(fā)生的自然災(zāi)害之一，隨著城市和洪泛

2、區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，洪水災(zāi)害帶來(lái)的損失日益增大，尤其是一些城市沿江河而建，河道潰堤后形成的潰堤洪水，對(duì)人類生命財(cái)產(chǎn)造成的巨大損失。建立河道潰堤與潰堤洪水的洪水演進(jìn)數(shù)學(xué)模型和進(jìn)行洪水風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)估能夠進(jìn)行方案調(diào)度、預(yù)報(bào)洪水淹沒(méi)損失，也為繪制洪水風(fēng)險(xiǎn)圖提供可靠的數(shù)字依據(jù)。本論文主要進(jìn)行了以下幾方面的研究：（1）洪水風(fēng)險(xiǎn)分析計(jì)算是洪水風(fēng)險(xiǎn)圖編制的核心和基礎(chǔ)，采用水力學(xué)方法進(jìn)行洪水風(fēng)險(xiǎn)分析計(jì)算，對(duì)河道潰堤洪水風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行研究。建立河道與漸變潰口耦合的水

3、力模型，根據(jù)潰口處的流量、水位等水力參數(shù)，驗(yàn)證了模型能夠較好的模擬實(shí)際潰堤失事。（2）在應(yīng)用有限體積法無(wú)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的基礎(chǔ)上建立二維洪水演進(jìn)數(shù)學(xué)模型。根據(jù)潰口處的流量、水位，計(jì)算洪水在下游的演進(jìn)情況。模型中根據(jù)各種地形條件如鐵路、堤防、公路等建筑物情況，將劃分的通道分為不同類型，并對(duì)應(yīng)不同的理論進(jìn)行計(jì)算，在程序中對(duì)應(yīng)不同的代碼。通過(guò)算例驗(yàn)證該模型能夠模擬比較復(fù)雜的工程實(shí)際問(wèn)題。（3）對(duì)永定河遇不同頻率洪水進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)建立永定河左堤洪水演進(jìn)

4、數(shù)學(xué)模型，模擬洪水在北京市的演進(jìn)情況。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行洪水風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)估，進(jìn)而分析受災(zāi)區(qū)的危險(xiǎn)程度和人員轉(zhuǎn)移撤離是否及時(shí)等問(wèn)題。（4）闡述洪水風(fēng)險(xiǎn)圖的繪圖方法、繪圖要求、繪圖步驟等相關(guān)注意事項(xiàng)，結(jié)合永定河洪水風(fēng)險(xiǎn)分析成果，選取最大淹沒(méi)水深為研究指標(biāo)，繪制永定河左堤洪水風(fēng)險(xiǎn)圖。本文建立的模型能較好地模擬實(shí)際工程中的潰堤失事，模擬比較逼近于真實(shí)潰決過(guò)程，計(jì)算精度可滿足工程要求。所繪制的永定河洪水風(fēng)險(xiǎn)圖，成果能夠?yàn)榉姥床块T(mén)的正確決策以及災(zāi)害性