汾河流域下游防洪能力分析与对策研究

发布时间：2017-05-01 16:15

  本文关键词：汾河流域下游防洪能力分析与对策研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：山西汾河流域洪水具有历时短,洪峰流量大的特点。一旦发生特大洪水,其危害性很强,而目前汾河流域下游(赵城水文站—入黄口)主要通过堤防工程来抵御洪水,防洪体系单一,如何利用科学的方法,进行洪水的预报,提前进行防洪能力分析和相应抵御洪水对策的研究。具有重要的学术价值和重大的现实意义。本文结合汾河流域下游地区,进行了以下几方面的工作:(1)分析了汾河流域下游(赵城水文站—入黄口)洪水特性、历史洪水灾害、流域的防洪现状以及存在的问题;(2)构建汾河干流洪水演进的一维水动力学模型,并采用实测水文资料对模型进行了验证,验证结果吻合良好。并采用构建的模型对汾河流域下游不同量级洪水(5年、10年、20年、50年、100年)进行了计算。分析河道中最高洪水位与堤防高程关系,结果表明,堤防完全可以抵御20年一遇以下洪水;部分堤防可抵御50年一遇的洪水;对于100年一遇的洪水,洪水位完全高于堤防高程。当发生大于50年一遇的洪水时,临汾、襄汾、新绛、稷山四个城市应作为防洪重点,并分析城市所属河段的过流能力;(3)在一维水动力学模型的基础上,采用一、二、维水动力学耦合模型模拟溃堤洪水的流动特性,为防洪对策分析建立基础。针对流域50一遇和100年一遇的洪水,依据堤防溃口确定原则,确定重点防护区(临汾、襄汾、新绛、稷山)发生溃堤的位置以及溃口大小。利用二位水动力学模型分析溃堤后不同时间段内的淹没范围、淹没水深和流速等水势等特征,为该地区防御洪水提供依据;(4)分析汾河流域下游建立蓄滞洪区的必要性,依据蓄滞洪区规划原则,于汾河与浍河交界处靠近侯马地区规划一蓄滞洪区,并通过数值的方法对蓄滞洪区的防洪效果进行了分析,对于50年一遇的洪水,通过蓄滞洪区分洪流量为300m3/s后,新绛,稷山的洪水位低于堤防高程;对于100一遇的洪水,蓄滞洪区的分洪流量为800m3/s,新绛、稷山部分洪水位高于堤防,通过适当加高堤防即可满足防洪要求。(5)通过对汾河上游的一维和二维水流数值模拟分析,本文提出论述汾河流域下游可采用的防洪工程措施以及可采用的非工程措施。研究内容可作为汾河流域下游防洪对策制定的理论依据。
【关键词】：防御洪水 溃堤洪水 水动力学模型 汾河流域下游
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV87
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 研究意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-20
• 1.2.1 洪水防御的研究现状12-16
• 1.2.2 河道洪水演进的研究现状16-19
• 1.2.3 蓄滞洪区的发展现状19-20
• 1.3 本文研究内容及技术路线20-24
• 第2章 洪水模拟计算理论基础24-42
• 2.1 洪水防御体系基本元素24-25
• 2.2 河道洪水演进模拟理论25-40
• 2.2.1 IFMS基本介绍25-26
• 2.2.2 水动力学模型理论26-40
• 2.3 蓄滞洪区理论40-41
• 2.4 本章小结41-42
• 第3章 汾河流域下游概况及数学模型的建立42-68
• 3.1 流域概况42-49
• 3.1.1 自然地理概况42-43
• 3.1.2 流域经济概况43-44
• 3.1.3 水文概况44-49
• 3.2 洪水分析及流域防洪状况49-56
• 3.2.1 历史洪水调查49-50
• 3.2.2 洪水特性分析50-51
• 3.2.3 流域防洪状况51-54
• 3.2.4 存在问题54-56
• 3.3 数学模型的构建56-59
• 3.3.1 模型分析计算的范围56
• 3.3.2 洪水数值模型的总体框架56-57
• 3.3.3 模型计算流程图57-59
• 3.4 模型验证分析59-66
• 3.4.1 河道断面划分情况59-61
• 3.4.2 流量的相关性分析61-62
• 3.4.3 模型验证62-66
• 3.5 本章小结66-68
• 第4章 汾河流域下游防洪能力分析计算及防御洪水安排68-102
• 4.1 河道洪水演进计算68-81
• 4.1.1 洪水量级划分68
• 4.1.2 河道沿程水面线计算结果68-81
• 4.2 河段风险点识别及分析81-95
• 4.3 典型断面洪水分析95-99
• 4.4 防御洪水方案99-100
• 4.5 本章小结100-102
• 第5章 溃堤洪水分析计算及对策102-124
• 5.1 溃口位置及尺寸确定102-105
• 5.1.1 溃口位置确定原则102
• 5.1.2 溃口位置与尺寸确定102-104
• 5.1.3 溃口流量104-105
• 5.2 网格剖分结果105-108
• 5.3 重点防护城市淹没水深及洪水影响范围分布图108-118
• 5.3.1 临汾市溃堤洪水计算结果108-111
• 5.3.2 襄汾市溃堤洪水计算结果111-114
• 5.3.3 新绛县溃堤洪水计算结果114-117
• 5.3.4 稷山县溃堤洪水计算结果117-118
• 5.4 溃堤洪水的防御措施118-122
• 5.4.1 河道治理118
• 5.4.2 流域的调蓄作用118-119
• 5.4.3 城区内的防御措施119-122
• 5.5 本章小结122-124
• 第6章 蓄滞洪区的设立对流域防洪的影响分析124-138
• 6.1 蓄滞洪区设立的必要性分析124-125
• 6.2 蓄滞洪区的规划以及分洪方案制定125-127
• 6.2.1 蓄滞洪区设立原则125-126
• 6.2.2 蓄滞洪区规划及分洪方案确定126-127
• 6.3 蓄滞洪区分洪计算127-132
• 6.3.1 蓄滞洪区的网格剖分结果128-129
• 6.3.2 河道水位沿程变化129-130
• 6.3.3 蓄滞洪水演进情况130-132
• 6.4 设立蓄滞洪区对流域防洪形势的影响分析132-136
• 6.5 本章小结136-138
• 第7章 汾河流域下游防御洪水非工程措施讨论138-142
• 7.1 生态保护以及河流生态治理138
• 7.2 建立洪水预警预报系统138-139
• 7.3 编制洪水防御方案139
• 7.4 编制洪水风险图139
• 7.5 防洪教育139-140
• 7.6 本章小结140-142
• 第8章 结论与展望142-144
• 8.1 主要结论142-143
• 8.2 存在不足143-144
• 参考文献144-148
• 致谢148-150
• 攻读学位期间发表的学术论文及参加的工程项目150

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8 记者 吴佳s

本文编号：339259