台风暴潮作用下海堤溃决洪水数值模拟

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1、浙江大学硕士学位论文台风暴潮作用下海堤溃决洪水数值模拟【本论文得到浙江省重大专项项目(No．2009C03008—1)的资助】⑧姓名：专业名称：研究方向：指导教师：谢长飞港口海岸及近海工程水沙动力数值模拟孙志林教授浙江大学港口海岸及近海工程研究所2012年4月煳甥鱼凰墨塑笠翅王渔璺遗达论文作者签名：遂缝论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4．评阅人5：答辩委员会主席：整建登数援逝选太堂委员1：史芸握直级王猩痖逝江笪盔型通望盟窥睦委员2：胡云进副数垫逝逛太堂委员3：登志盐数援逝江太堂委员4：委员5：答辩日期：2Q12．05．31独创性

2、声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中-不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝’江盘鲎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的仔何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者虢俐心签字吼乃啡多月y日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝望盘鲎有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿盘堂可以将学位论文的

3、全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：谢心导师签名：办劾t签字日期：≯肚年歹月)日签字目期：加h年占月。日学位论文作者毕业后去向：工作单位：电话：浙江大学硕士学位论文致谢本文是在导师孙志林老师的悉心指导下完成的，从论文的选题、现场调研、数值模拟到撰写、修改、定稿的各个环节都倾注了导师大量的心血和智慧。导师求是创新的治学态度和谦虚和蔼的为人风范是我学习的榜样，尤其是对工程问题的深刻见解和对复杂问题的整体把握和分析能力令学生仰止。非

4、常感谢导师在两年多的硕士学习生活期间，对我在为人上的谆谆教诲，在学业上的悉心指导和在生活上无微不至的关心和帮助，学生将永远铭记在心。硕士学习期间，海洋系贺治国老师等给予我极多的帮助和指点，在此表示诚挚的谢意。特别感谢国家海洋二所羊天柱、许雪峰对论文技术路线上的建议，保障了论文的顺利完成，感谢江苏省交通规划设计院股份有限公司朱志夏等的支持。将近三年来，有幸与金晓明、杨恩尚、卢雅倩等同窗共读，感谢他们曾经给予的帮助。感谢师弟师妹郭聪、胡世祥和孙浙英等的陪伴。因为有你们，我们的工作室总有欢声笑语，这两年多过得很开心。同学及好友黄潘阳、倪云林、

5、杨扬等热情友善，乐于助人，感谢他们的关心和帮助。同时感谢聂会、许丹等师姐，在硕士入学、学习和毕业的过程中给予的关怀和照顾。十八年来，是远在家乡的父母和亲人在默默支持着我的学业，亲恩无以为报，谨以此文献给他们!本课题承蒙“台风风暴潮作用下海塘灾害预警和应急处置技术研究”浙江省重大专项基金资助(2009C03008．1)，特此致谢。最后，向所有关心、帮助过我的师长和亲朋好友们表示衷心的感谢和祝福!谢长飞2012年5月于杭州浙江大学硕士学位论文摘要海堤作为重要的挡水建筑物，对保障沿海地区社会经济持续发展有重要作用。然而由于地基沉降、海水侵蚀、

6、施工质量或年久失修等问题，台风暴潮作用下溃堤事故时有发生，溃堤洪水造成巨大的人员伤亡、财产损失和环境破坏。研究台风暴潮条件下溃堤洪水计算，对提高海洋防灾能力、减少风暴潮灾害损失具有重要意义。通过引入干湿网格处理技术，改进了河口海岸海洋模型Ecomsed的二维模块，使之适用于宽阔潮间带的水流模拟。以Veno模型和藤田一高桥模型算出的风场与气压场作为Ecomsed改进模式的海面边界条件，围绕浙南某围填海工程，数值模拟了3次典型台风期间堤前风暴潮水位，进而对12条设计台风路径下最大可能台风增水过程进行数值试验。现有溃坝模型大多针对河流、水库的

7、堤坝溃决洪水，而对海洋动力作用下海堤溃决洪水问题研究甚少，尤其是强潮海区台风暴潮造成的溃堤洪水几无研究报道。本文采用有限体积法离散控制方程，HLL逼近Riemann解格式计算界面通量，通过界面两侧水面坡度加权平均处理水面坡源项，结合Ecomsed改进模式，首次建立起风暴潮．溃堤洪水综合模型。以风暴潮模拟成果为模型水位边界条件，计算了不同风暴潮水位下围填海区海堤溃决时的洪水演进，获得了围区内淹没范围和淹没深度的变化过程，着重分析了0608号台风下淹没水深、流速的空间分布及其变化规律。此外，探讨了数学模型中关键参数(溃口宽度、糙率)对溃决洪

8、水运动的影响。本文成果为围填海工程的安全设计和风险评估提供了技术依据。关键词：台风暴潮；海堤溃决；洪水演进；数学模型；Ecomsed；干湿判断技术；HLL逼近黎曼格式；围填海工程浙江大学硕士学位论文Abst