上海市黄浦江防汛墙的安全性评价及洪水危险性分析
发布时间：2021-03-05 15:16
上海是中国最大的沿海城市和经济中心。由于地势低平,加之气候变化和城市快速发展,上海市长期以来受到洪涝灾害的威胁。黄浦江贯穿上海市中心城区,也成为了上海市洪涝灾害的主要来源。台风季节,台风带来的强降雨、风暴增水,如与天文高潮位“三碰头”,则可能对整个上海城市防汛带来巨大的压力。数十年来,为确保人民生命财产安全,黄浦江沿岸防洪系统不断地得到加固、加高。本研究借鉴荷兰VNK2堤防系统洪水风险的分析方法,选择上海市黄浦江流域为案例研究区,基于上海市高分辨率的地形高程数据,收集整理黄浦江左、右岸堤防设计资料、地质勘测资料、历史灾情资料,确定黄浦江防汛墙的主要失效模式,利用Prob-2b概率计算模型嵌套的蒙特卡洛法和FORM法计算堤防漫堤、溃堤概率,开展黄浦江防汛墙的可靠性评价;在此基础上,考虑海平面上升、地面沉降等气候与非气候因素,对黄浦江防汛墙失效堤段开展洪水危险性分析,主要结论如下:（1）通过考虑未来海平面上升和区域地面沉降等气候与非气候因素,本研究预测了上海市未来相对海平面上升值。以2010年为基准年份,预测2030、2050、2100年,RCP2.6情景下,5%-95%置信区间的预测值分...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
华东师范大学2020届硕士学位论文2研究区概况与数据方法13图2-1研究区位置Fig.2-1Locationofthestudyarea值得一提的是，地面沉降是上海地区地形上的一种特殊现象。地面沉降是在人类生产活动影响下，由第四纪松散覆盖层中砂层的压密及粘性土层的压缩固结而引起的地面标高降低的工程地质现象3，1965年之前，上海地面沉降速率较快，自1921年发现的45年间，年均沉降速率达到39mm，累计地面沉降达到1.66m；通过控制地下水开采量，上海地区的地面沉降在20世纪60年代后期得到有效控制，年均沉降量减少到6mm左右（龚士良,2008）。然而地面沉降一直在缓慢的进行，这样的地质现象将导致沿海地区洪涝灾害加剧，城市防汛排涝工程能力下降；同时，黄浦江边很多码头、仓库也因沉降导致进水，使得上海作为货物集散中心枢纽的功能受到威胁（龚士良等,2008；王寒梅,2013）。除地面沉降外，上海市作为沿海城市还深受全球变暖带来的海平面上升的影响，二者的叠加作用使得上海地区成为受海平面上升影响最严重的地区之一（刘敏等，2016）。沿海地区的重大洪涝灾害必须考虑海平面上升与台风风暴潮、潮汐、波浪等综合叠加的影响。除此之外，河口三角洲地带及沿海城市的人为地面沉降对未来海平面上升的影响也不容忽视（蔡榕硕，2019）。李永平等（1998）基于上海7个验潮站近30年的实测潮位数据，采用时间序列分析方法构建了海平面变化的非线性预测模型，并结合上海地区未来地面沉降值，给出了未来503上海市地方志办公室http://www.shtong.gov.cn
华东师范大学2020届硕士学位论文2研究区概况与数据方法17图2-2黄浦江市区段防汛墙实测墙顶高程与设计高程比较Fig.2-2ComparisonbetweentheelevationoffloodwallandthedesignelevationalongHuangpuRiver2.2.2研究方法1.相对海平面上升预测区域海平面变化受冰冻圈变化、区域地质沉降、洋流等因素的影响。RobertE.Kopp等（2014）通过考虑冰原、冰川和冰盖融化、海洋学过程（海水的热膨胀）、陆地蓄水以及冰川均衡调整、地面沉降等非气候因素，构建了全球各地区验潮站在三种典型的温室气体浓度路径（RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5）下区域海平面上升的数据集，其中中国以长江口上海吕泗验潮站为例。区域海平面上升主要取决于该地区的地面沉降等非气候因素，因此，本研究中相对海平面上升的预测将考虑气候驱动下上海吕泗验潮站的绝对海平面上升与未来上海地面沉降速率（6±1mm/y）（龚士良,2008），所有的相对海平面上升值得预测均以2010年为基准年份。表2-2上海相对海平面上升预测值(单位:cm)Tab.2-1RelativesealevelriseprojectionsinShanghai（unit:cm）年份RCP2.6(5%)RCP2.6(50%)RCP2.6(95%)RCP4.5(5%)RCP4.5(50%)RCP4.5(95%)RCP8.5(5%)RCP8.5(50%)RCP8.5(95%)203011213212213112223120502545652647682750732100561021486311416575136197上海相对海平面上升的预测如表2-1所示。可以发现，在气候和非气候因素（沉降）的影响下，区域海平面将在21世纪逐步上升。2030年，三种典型浓度路径下的相对海平面将上升21-22cm；到2050年，RCP2.6下的相对海平面上升
【参考文献】：
期刊论文
[1]海平面加速上升对低海拔岛屿、沿海地区及社会的影响和风险[J]. 蔡榕硕,谭红建. 气候变化研究进展. 2020(02)
[2]基于层次分析法和熵权法的堤防安全评价[J]. 顾延芊. 黑龙江水利科技. 2019(10)
[3]堤防工程风险分析理论方法综述[J]. 杨端阳,王超杰,郭成超,郝燕洁,刘琪. 长江科学院院报. 2019(10)
[4]国外堤防风险管理现状及对我国的启示[J]. 刘高峰,龚艳冰,王慧敏,赖小莹. 长江科学院院报. 2019(10)
[5]基于改进的BP神经网络模型的防洪堤安全综合评价[J]. 钟小樟. 黑龙江水利科技. 2019(06)
[6]绿色堤防镌刻使命——解读上海城市防汛防台安全的生命线[J]. 杜静安. 生命与灾害. 2018(12)
[7]基于Infoworks RS的新沭河溃堤洪水风险分析[J]. 柳杨,范子武,刘国庆,马振坤,乌景秀,杨畅. 水电能源科学. 2018(08)
[8]基于蒙特卡罗法的感潮河段漫堤风险率研究[J]. 李江林,顾圣平,邵雪杰,归力佳,咸京. 人民黄河. 2018(06)
[9]上海黄浦江防汛墙墙顶标高分界修订研究[J]. 崔冬,何小燕,贺英,陆倩. 中国防汛抗旱. 2018(04)
[10]模糊层次分析法在河道堤防工程安全评价中的应用[J]. 王恩. 山西建筑. 2017(10)
博士论文
[1]典型沿海城市暴雨内涝灾害风险评估研究[D]. 权瑞松.华东师范大学 2012
[2]中国沿海台风风暴潮灾害风险评估研究[D]. 殷杰.华东师范大学 2011
硕士论文
[1]洪涝灾害影响下城市应急服务空间可达性研究[D]. 经雅梦.华东师范大学 2019
[2]海平面上升与可能最大风暴潮复合作用的风险评估及其适应策略研究[D]. 易思.华东师范大学 2018
[3]宁夏黄河堤防风险分析及洪水影响评估[D]. 庞金龙.天津大学 2016
[4]基于洪水数值模拟的堤防安全评价与对策研究[D]. 姜彪.大连理工大学 2010
本文编号：3065423
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
华东师范大学2020届硕士学位论文2研究区概况与数据方法13图2-1研究区位置Fig.2-1Locationofthestudyarea值得一提的是，地面沉降是上海地区地形上的一种特殊现象。地面沉降是在人类生产活动影响下，由第四纪松散覆盖层中砂层的压密及粘性土层的压缩固结而引起的地面标高降低的工程地质现象3，1965年之前，上海地面沉降速率较快，自1921年发现的45年间，年均沉降速率达到39mm，累计地面沉降达到1.66m；通过控制地下水开采量，上海地区的地面沉降在20世纪60年代后期得到有效控制，年均沉降量减少到6mm左右（龚士良,2008）。然而地面沉降一直在缓慢的进行，这样的地质现象将导致沿海地区洪涝灾害加剧，城市防汛排涝工程能力下降；同时，黄浦江边很多码头、仓库也因沉降导致进水，使得上海作为货物集散中心枢纽的功能受到威胁（龚士良等,2008；王寒梅,2013）。除地面沉降外，上海市作为沿海城市还深受全球变暖带来的海平面上升的影响，二者的叠加作用使得上海地区成为受海平面上升影响最严重的地区之一（刘敏等，2016）。沿海地区的重大洪涝灾害必须考虑海平面上升与台风风暴潮、潮汐、波浪等综合叠加的影响。除此之外，河口三角洲地带及沿海城市的人为地面沉降对未来海平面上升的影响也不容忽视（蔡榕硕，2019）。李永平等（1998）基于上海7个验潮站近30年的实测潮位数据，采用时间序列分析方法构建了海平面变化的非线性预测模型，并结合上海地区未来地面沉降值，给出了未来503上海市地方志办公室http://www.shtong.gov.cn
华东师范大学2020届硕士学位论文2研究区概况与数据方法17图2-2黄浦江市区段防汛墙实测墙顶高程与设计高程比较Fig.2-2ComparisonbetweentheelevationoffloodwallandthedesignelevationalongHuangpuRiver2.2.2研究方法1.相对海平面上升预测区域海平面变化受冰冻圈变化、区域地质沉降、洋流等因素的影响。RobertE.Kopp等（2014）通过考虑冰原、冰川和冰盖融化、海洋学过程（海水的热膨胀）、陆地蓄水以及冰川均衡调整、地面沉降等非气候因素，构建了全球各地区验潮站在三种典型的温室气体浓度路径（RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5）下区域海平面上升的数据集，其中中国以长江口上海吕泗验潮站为例。区域海平面上升主要取决于该地区的地面沉降等非气候因素，因此，本研究中相对海平面上升的预测将考虑气候驱动下上海吕泗验潮站的绝对海平面上升与未来上海地面沉降速率（6±1mm/y）（龚士良,2008），所有的相对海平面上升值得预测均以2010年为基准年份。表2-2上海相对海平面上升预测值(单位:cm)Tab.2-1RelativesealevelriseprojectionsinShanghai（unit:cm）年份RCP2.6(5%)RCP2.6(50%)RCP2.6(95%)RCP4.5(5%)RCP4.5(50%)RCP4.5(95%)RCP8.5(5%)RCP8.5(50%)RCP8.5(95%)203011213212213112223120502545652647682750732100561021486311416575136197上海相对海平面上升的预测如表2-1所示。可以发现，在气候和非气候因素（沉降）的影响下，区域海平面将在21世纪逐步上升。2030年，三种典型浓度路径下的相对海平面将上升21-22cm；到2050年，RCP2.6下的相对海平面上升
【参考文献】：
期刊论文
[1]海平面加速上升对低海拔岛屿、沿海地区及社会的影响和风险[J]. 蔡榕硕,谭红建. 气候变化研究进展. 2020(02)
[2]基于层次分析法和熵权法的堤防安全评价[J]. 顾延芊. 黑龙江水利科技. 2019(10)
[3]堤防工程风险分析理论方法综述[J]. 杨端阳,王超杰,郭成超,郝燕洁,刘琪. 长江科学院院报. 2019(10)
[4]国外堤防风险管理现状及对我国的启示[J]. 刘高峰,龚艳冰,王慧敏,赖小莹. 长江科学院院报. 2019(10)
[5]基于改进的BP神经网络模型的防洪堤安全综合评价[J]. 钟小樟. 黑龙江水利科技. 2019(06)
[6]绿色堤防镌刻使命——解读上海城市防汛防台安全的生命线[J]. 杜静安. 生命与灾害. 2018(12)
[7]基于Infoworks RS的新沭河溃堤洪水风险分析[J]. 柳杨,范子武,刘国庆,马振坤,乌景秀,杨畅. 水电能源科学. 2018(08)
[8]基于蒙特卡罗法的感潮河段漫堤风险率研究[J]. 李江林,顾圣平,邵雪杰,归力佳,咸京. 人民黄河. 2018(06)
[9]上海黄浦江防汛墙墙顶标高分界修订研究[J]. 崔冬,何小燕,贺英,陆倩. 中国防汛抗旱. 2018(04)
[10]模糊层次分析法在河道堤防工程安全评价中的应用[J]. 王恩. 山西建筑. 2017(10)
博士论文
[1]典型沿海城市暴雨内涝灾害风险评估研究[D]. 权瑞松.华东师范大学 2012
[2]中国沿海台风风暴潮灾害风险评估研究[D]. 殷杰.华东师范大学 2011
硕士论文
[1]洪涝灾害影响下城市应急服务空间可达性研究[D]. 经雅梦.华东师范大学 2019
[2]海平面上升与可能最大风暴潮复合作用的风险评估及其适应策略研究[D]. 易思.华东师范大学 2018
[3]宁夏黄河堤防风险分析及洪水影响评估[D]. 庞金龙.天津大学 2016
[4]基于洪水数值模拟的堤防安全评价与对策研究[D]. 姜彪.大连理工大学 2010
本文编号：3065423
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