蓄滞洪区洪水演进数学模型研究及应用

  本文关键词：蓄滞洪区洪水演进数学模型研究及应用，由笔耕文化传播整理发布。

以二维非恒定流基本控制方程为理论基础,采用有限体积法,建立洪水演进数学模型.根据蓄滞洪区内不同地形条件及洪水调度方案,以相应的水动力学方法,对模型区域的通量、蓄水量和洪水实时淹没水位进行计算,并考虑了公路建设中路基体积、涵洞尺度、取土方量对蓄滞洪区洪水演进的影响.采用恩县洼蓄滞洪区的历史洪水淹没资料进行模型验证,模拟了自然滞洪和分区滞洪两种情况下的

第 3期 2 1年 9月 01

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蓄滞洪区洪水演进数学模型研究及应用 李大鸣，管永宽，李玲玲，吕会娇，王强 ( .天津大学建筑工程学院暨港口与海洋工程教育部重点实验室，天津 1 理局，河北迁西 04 0 ) 6 3 9

30 7; .水利部海委引滦工程管 00 2 2

摘要：以二维非恒定流基本控制方程为理论基础，采用有限体积法，，建立洪水演进数学模型.根据蓄滞洪区内 不同地形条件及洪水调度方案，以相应的水动力学方法，对模型区域的通量、蓄水量和洪水实时淹没水位进行计算，并考虑了公路建设中路基体积、涵洞尺度、取土方量对蓄滞洪区洪水演进的影响.用恩县洼蓄滞洪区的采

历史洪水淹没资料进行模型验证，拟了自然滞洪和分区滞洪两种情况下的洪水淹没过程，模模拟结果与历史统计淹没范围基本吻合，预报了公路建设后蓄滞洪区洪水位的变化及风浪对洪水最大淹没范围的影响，为蓄滞洪 区中的工程建设和防洪影响评价提供了研究思路和方法.

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词：蓄滞洪区；洪水演进；数学模型；分区滞洪

中图分类号： V12 T 2

文献标志码： A

文章编号：10— 4 X(0 10— 0 7 0 0 9 60 2 1 )3 02— 9

蓄滞洪区是防洪减灾体系中的重要组成部分，过适时分蓄超额洪水、减洪峰，通削基本保障中下游重要城市和重要防洪地区的安全，为流域防洪减灾做出了巨大贡献 .降低洪水造成的损失，国在加强防洪工为各程措施建设的同时也大力进行非工程措施研究 .水演进数值模拟是非工程措施的重要组成部分，绘制洪洪是水风险图、水预警预报等的重要依据 .洪 对洪水演进的模拟，内外的专家进行了不少研究，别通过差分法、限元法、限体积法对洪水演进国分有有进行模拟 .. . i e等 _利用显式有限差分法和矩形网格建立了最早的二维模型； . ac JA Lg t l gt R G ri a等建立有

限差分法模型，较好地处理了非线性项的问题.刘树坤等用显格式差分法模拟了小清河分洪区洪水；童汉毅等用破开算子与贴体坐标变换的方法

,计算了平面二维控制方程的格式离散条件下的水动力问题； T T cirl . uc ei a l等建立了解扩散方程的有限元模型；大鸣等用质量加权集中的有限元法计算了河道二李 6一 维洪水演进；维炎提出二维浅水明流的二阶格式，谭将其应用于长江中下游洞庭湖防洪系统的水流模拟； 王海船将一维、二维模型相结合，用直角坐标下非均匀矩形网格的控制体积法模拟流域洪水 .采 本文以二维非恒定流方程为基本理论，采用有限体积法对网格进行离散求解 .型根据恩县洼蓄滞洪区模的实际地形、地貌和洪水调度方案，模拟了自然滞洪和分区滞洪两种情况下的洪水演进过程，淹没范围、对淹没水位、蓄水量进行了验证；出了在大尺度网格基础上考虑公路模化的方法；究了公路建设中路基占用提研空间、涵洞尺度、取土方量等因素对蓄滞洪区淹没范围、没水位的影响；淹探讨了风波在蓄滞洪区分洪时产生 水面壅高的问题，出了风波与水面壅高的基本关系.得

1数学模型基本理论 1 1基本方程 .

连续方程：

O M+ O g H+O . N

收稿日期： 0 0 1一 1 2 1— 1 O

作者简介：李大鸣(97 )男， 15 -,河北枣强人，教授，博士，主要从事水力学与河流动力学研究.E m i Ldmi@t .d .n— a: ia n j euo l g u

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