洪水演进模拟在洪水风险图中的应用

发布时间：2017-09-11 04:11

  本文关键词：洪水演进模拟在洪水风险图中的应用

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【摘要】：天然河道的边界条件非常复杂,人们对于洪水的认识还存在很大的局限。在实际工程中由于模型边界条件不断变化、模型测量方法有限,流场参数很难精确测量,因此水工模型实验一般只能得出总流的参数,对研究范围内的流场信息无法详细得出。而通过计算机数值计算和图像显示的方法,则可在时间和空间上定量的得出水流数值解,从而达到研究洪水演进过程的目的。蓄滞洪区的洪水演进数值模拟能够较好的揭示洪水时间和空间上的动态演变,以此获得洪水的演进过程。使用洪水模拟成果进行洪水风险分析,对可能淹没区避险转移规划、安全建设和风险管理具有重要的参考价值。本文利用MIKE软件建立一维及二维模型对嘉陵江凤县防洪保护进行洪水演进数值模拟。主要工作内容包括:(1)应用MIKE11水动力学模块,模拟嘉陵江10年一遇、20年一遇、30年一遇及100年一遇洪水演进过程。(2)应用MIKE11提供的水工建筑物模块分析嘉陵江遭遇100年一遇洪水时跨河桥梁的壅水作用。(3)应用MIKE21 FM水动力模块,模拟嘉陵江计算范围内干支流同频100年一遇洪水淹没过程。(4)将嘉陵江凤县段MIKE的河网计算结果与矢量地理信息相结合,使用ArcMAP整合并应用于洪水风险图编制中。对模拟成果进行分析可以得出以下结论:(1)采用率定的河道糙率建立的洪水计算模型,洪水计算成果与实测接近,误差在允许范围内。(2)嘉陵江及其支流最高水位从上游向下游呈现递减趋势,符合一般规律;随着洪水量级变大,洪峰流量和最高水位也随之变大(高)。(3)嘉陵江发生100年一遇洪水时桥梁壅水作用明显。(4)根据地形描绘出的一维模型淹没范围与二维模型淹没范围成果接近。
【关键词】：数值模拟 MIKE 洪水风险图 ArcGIS
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV122
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景和意义9-10
• 1.2 洪水水动力学模拟国内外研究现状10-12
• 1.3 洪水风险图研究现状12
• 1.4 研究方法及主要内容12-14
• 第二章 基于MIKE的一维河网洪水水动力学模拟14-40
• 2.1 MIKE11及MIKE11 HD水动力学模块介绍15-20
• 2.1.1 MIKE11简介15
• 2.1.2 MIKE11 HD水动力学模块介绍15-20
• 2.2 嘉陵江凤县洪水模拟20-40
• 2.2.1 区域基本情况20-21
• 2.2.2 洪源分析和量级确定21-23
• 2.2.3 模型构建23-26
• 2.2.4 模型参数选取与率定26-28
• 2.2.5 模型验证28-29
• 2.2.6 洪水计算成果29-36
• 2.2.7 桥梁壅水分析36-40
• 第三章 MIKE 21二维水动力学模拟40-49
• 3.1 MIKE21基本原理40-43
• 3.1.1 控制方程40-41
• 3.1.2 方程离散41-43
• 3.2 嘉陵江凤县二维洪水模拟43-49
• 3.2.1 二维平面网格建立43-44
• 3.2.2 计算参数及边界条件选取44-45
• 3.2.3 计算结果45-49
• 第四章 洪水模拟在洪水风险图中的应用49-59
• 4.1 风险图编制思路及原则49-51
• 4.1.2 编制原则49
• 4.1.3 编制思路49-51
• 4.2 洪水模拟结果在损失评估中的应用51-54
• 4.3 使用模拟结果绘制洪水风险图54-56
• 4.4 洪水模拟成果分析56-59
• 第五章 结论及展望59-61
• 5.1 结论59
• 5.2 不足及展望59-61
• 参考文献61-63
• 致谢63-64
• 作者简介64

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本文编号：828531