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石佛寺水库溃坝洪水演进数值模拟研究

发布时间:2018-07-16 09:29
【摘要】:由于自然环境的破坏,极端天气的频繁出现,对土石坝的溃坝破坏研究更应该得到重视。本文对暴雨引发的溃坝洪水进行数值模拟研究,研究结果对洪水淹没区的相关灾害预防工作可以带来参考和帮助。本研究课题围绕辽宁省石佛寺水库展开。先后以石佛寺水库水体、主坝和主坝下游地区作为研究对象,对石佛寺水库水体水动力运转情况、主坝发生漫顶溃坝后溃坝洪水流量过程的计算和溃口下游的洪水演进进行了研究。本研究课题主要使用MIKE系列软件进行各个环节的模拟计算。其中使用MIKE21 FM非稳态网格模型模拟了石佛寺水库水体的运动和溃坝洪水向下游的演进过程,使用MIKE11模型的Dam-break模块进行了溃口处水力要素的计算。通过建立相应的模型并计算,得出石佛寺水体的运动规律,预测发生极端洪水导致漫顶溃坝后,溃口的流量变化过程和洪水向下游的演进过程。对于石佛寺水体的运动规律,本文从库区水体的点、线、面三个层面分析了石佛寺水库水体的运动情况。获得了特征点的流速、水深变化规律,得到了指定断面和整体水面的水位变化情况;通过对主坝的溃坝预测研究,本文得出了石佛寺水库最可能发生溃坝的地点和方式,并使用MIKE11软件计算了溃口的洪量变化;对于溃口下游的洪水演进研究,本文建立了下游淹没区的糙率场,并对洪水演进中的流速、到达时间、淹没情况做出了预测性的模拟。本次研究的意义主要有两个方面,其一是通过对石佛寺水库的水动力模拟,可以为水库的日常管理和运营带来帮助;其二是通过使用MIKE系列软件的运算对水库洪水灾害的发生做出了预测,主要的研究内容是一旦发生超级洪水后,下游淹没区的洪水演进状态。这些预测有助于库区下游黄家乡地区的洪水灾害应急预案编制和洪水风险灾害评估。
[Abstract]:Due to the destruction of natural environment and the frequent occurrence of extreme weather, more attention should be paid to the dam-break of earth-rock dams. In this paper, the numerical simulation of dam-break flood caused by rainstorm is carried out. The results of the study can bring reference and help to the relevant disaster prevention work in flood area. This research topic revolves around the Shifosi Reservoir in Liaoning Province. Taking the water body of Shifosi reservoir, the main dam and the downstream area of the main dam as the research object successively, the hydrodynamic operation of the water body of Shifosi reservoir is studied. The calculation of flood discharge process after overtopping the main dam and the flood routing in the lower reaches of the crater are studied. This research mainly uses Mike series software to carry on the simulation calculation of each link. The water movement of Shifosi reservoir and the downstream course of dam-break flood are simulated by using MIKE21 FM unsteady grid model, and the hydraulic factors at break are calculated by Dam-break module of MIKE11 model. Through the establishment of the corresponding model and calculation, the movement law of Shifosi water body is obtained, and the flow change process and the downstream course of flood are predicted after the overtopping dam break caused by extreme flood. For the movement law of Shifosi water body, this paper analyzes the movement of Shifosi reservoir water body from three aspects: point, line and surface. The variation law of velocity and depth of water at characteristic point is obtained, and the variation of water level of designated section and whole water surface is obtained, and the location and mode of dam break of Shifosi reservoir are obtained through the prediction of dam break of main dam. The variation of flood volume is calculated by using MIKE11 software, and the roughness field is established in this paper for the study of flood routing in the lower reaches of the gully, and the prediction of velocity, arrival time and submergence in flood routing is made. The significance of this study has two main aspects. One is the hydrodynamic simulation of Shifosi reservoir, which can help the daily management and operation of the reservoir. The second is to predict the occurrence of reservoir flood disaster by using Mike series of software. The main research content is the flood evolution state in the downstream flood area once the super flood occurs. These predictions are helpful to the flood disaster emergency plan and flood risk assessment in the lower reaches of the reservoir area.
【学位授予单位】:沈阳农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TV122.4

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本文编号:2125960

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