河网溃堤和溃堤波一、二维耦合数值模拟

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1、摘要摘要水库一旦发生溃坝，其水头高，破坏力大，任何一座大坝若发生渍坝事故，都将造成极为严重的后果，给下游人民的生命财产带来严重危害。尤其在长江三角洲地区，河道交织成网，河网密度达614～617公里／平方公里以上，成为全国河网最稠密的地区。尤其河网地区又有许多圩区，一般地势低沣，都是由河道的防护堤岸柬保护的，暴雨时泵站将圩区的水抽入外河排泄，外河水位往往高于圩区地面，所以预测河网地区由于局部圩区堤岸溃决造成的后果，是近年来研究的热点。本文对于河网采用Preissmann四点隐式差分格式计算，对于溃口及圩

2、区采用有限体积法，建立的河网溃堤与溃堤波的一、二维耦合计算水力模型实现了真J下意义上的一维河网计算向二维河网计算水域的过渡，模拟了河网溃堤过程中流场的变化情况、以及溃堤波传播过程中的传播、绕射、反射及变形等运动特征，模拟比较接近真实溃堤过程。其研究成果能较好的预测圩区淹没过程和淹没范围，为建立河流洪水预警系统提供了可靠的理论基础，同时也为溃堤灾害性分析和防灾减灾提供科学的依据，具有较大的指导意义。关键词：水力模型，河网溃堤，耦合，有限体积法，无结构网格TVD--MUSCL格式ABSTRACTNumer

3、icalsimulationforcouplingofone—dimensionalrivernetworkAndtwo—dimensionaldike-breakwavesOncethereservoirisbreached，thedike-breaklongwavescausegreatdamagetothepeople’Slifemadpropertywholivesinthedownriverarea．especiallyintheYangziRiverdownriverwhereithast

4、hethickestrivernetwork．Thedensityofthenetworkevencomesto614～617％：，andtherearelotsoflow—lyingfieldsinthenetworkarea．Theprotectedbankisusedtoprotectthearea．Thepumpingstationwilldrainthewaterfromthelow—lyingfieldtotheoutsideriver,thewatersurfaceintheoutsid

5、eriverishigherthanitisinthelow-lyingfield．Soitbecomesahotspottoforecasttheresultsbroughtbythepast—areas’dike—breakwaves．Inthepaper,thehydraulicmodelofcoupling1-Dfivernetworkand2-Ddike-breakwavesreallyrealizesthetransitionfrom1-Dcalculationwaterareato2-D

6、waterarea，anditshowstheprocessofriverdike-breaking，thevelocityvariationofthebreachflowandtheflowcharacteristicofdiffraction，reflectionanddeformationduringthepropagationofdike·breakwaves．Thesimulationcanrealisticallyshowtheburstprocessofthedike．Itisconcl

7、udethatthemodelcanpredictthesubmergeprocessandareaeffectively,provideacademicbaseforestablishmentoffloodforecastsystemandithasscientificdecisionreferenceandpracticalsignificanceforfloodwamingservice，．andalsoprovidesscientificbasisfortheanalysisandpreven

8、tionofdisastercausedbydikedestruction．KeywordsHydraulicmodel；Rivernetworkdeke—break；Hydraulicconditioncoupling；Finitevolumemethod；Unstructuredgrids；TVD—MUSCLschem学位论文独创性声明：本人所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方