基于MIKE21 FM的河道洪水数值模拟研究

发布时间：2023-03-23 00:11

　　随着社会经济的发展,河湖水系频发水生态、水环境、水灾害、水资源等方面的极端事件,因此提出由地方政府率先实行并推广到全国的一种极具中国特色的创新性河湖管理制度——河长制,破除了九龙治水的局面,真正把河湖治理的任务统一化解决处理有关河湖水的事件,其中河道防洪能力复核是河道管理的重要任务之一。对于河道防洪能力复核,首先研究洪水的过程机理,同时将洪水的研究上升到模拟仿真的高度,应用数值模拟的方法模拟计算河道洪水演进过程,通过分析模拟结果了解河流现状过流能力和防洪除涝达标情况,达到精准快速的预测洪水灾害的目标,为河长制信息化系统提供洪水预测的技术。此次研究利用MIKE-21 FM软件和SuperMap GIS平台,以河南省**市朝阳水河道为例,基于二维不可压缩非恒定流雷诺平均应力方程,构建MIKE21 FM HD模型进行洪水演进模拟,开展基于MIKE21 FM的河道洪水数值模拟研究。对于洪水演进的可视化,以SuperMap GIS为基础,应用C#语言进行编程,进行河道洪水的动态演进可视化,此次研究的主要内容包括:1、首先计算无水文资料地区的设计洪水过程线、河道断面的安全泄量线,应用MIKE Ze...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 选题的背景及研究意义
        1.1.1 选题的背景
        1.1.2 选题的意义
    1.2 国内外的研究现状
        1.2.1 河道管理研究现状
        1.2.2 水动力学数值模拟研究现状
        1.2.3 洪水演进模拟可视化研究现状
    1.3 论文主要研究内容、技术路线和创新性
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
        1.3.3 论文创新性
    1.4 本章小结
2 洪水演进计算方法研究
    2.1 无资料地区设计洪水计算方法
        2.1.1 设计暴雨计算
        2.1.2 设计洪水计算
    2.2 河道洪水演进计算方法
        2.2.1 马斯京根-康吉(Muskingum-Cunge)法
    2.3 MIKE21FM HD模型原理
        2.3.1 MIKE21FM HD模型简介
        2.3.2 MIKE21 HD FM模型控制方程
        2.3.3 数值解法
        2.3.4 边界处理条件
        2.3.5 模型稳定处理
    2.4 基于MIKE21 FM构建河道洪水演进模型
        2.4.1 MIKE21 FM HD模型的构建步骤
        2.4.2 地形文件制作
        2.4.3 边界条件
        2.4.4 初始条件
        2.4.5 河道糙率的选择
        2.4.6 模型其他参数的设定
        2.4.7 模拟结果的合理性分析
        2.4.8 模型输出及提取数据
    2.5 本章小结
3 洪水动态演进可视化
    3.1 倾斜模型数字化概述
    3.2 SuperMap GIS平台
        3.2.1 SuperMap iDesktop软件简述
        3.2.2 SuperMap iObjets.NET软件
    3.3 洪水演进可视化平台
        3.3.1 三维场景编辑
        3.3.2 洪水演进动画
    3.4 本章小结
4 洪水演进模拟实例—朝阳水
    4.1 研究河道概况
        4.1.1 研究河道的选定
        4.1.2 自然地理概况
        4.1.3 气象概况
        4.1.4 研究河道现状
    4.2 朝阳水MIKE21FM HD模型
        4.2.1 计算范围
        4.2.2 计算范围上下游边界选择
        4.2.3 洪水演进数值模拟模型参数选取
        4.2.4 模型结果合理性分析
        4.2.5 河道淹没范围成果
        4.2.6 河道淹没情况分析
    4.3 洪水演进可视化系统
        4.3.1 研究区域数字化及三维场景设计
        4.3.2 洪水演进动画
        4.3.3 沿河建筑物信息显示
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
攻读学位期间参与的科研项目及发表的学术论文
致谢
参考文献
附录



本文编号：3767873