干支流洪水遭遇下的黄河宁夏段溃漫堤洪水风险分析

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1、干支流洪水遭遇下的黄河宁夏段溃漫堤洪水风险分析ThefloodriskanalysisofthedambreakandoverflowfloodsinNingxiasectionundertheencounteroffloodsinmainstreamanditstributaries(申请硕士学位)学科专业：水利工程研究生：张妞指导教师：冯平教授天津大学建筑工程学院二零一五年十一月摘要洪水灾害的损失日益增大，尤其是溃堤洪水对人类生命财产及社会经济造成的损失。采用构建河道溃堤与保护区耦合数值模拟的方法进行洪水方案预测是实施洪水管理的最有效的方法之一

2、。选择下河沿至青铜峡河段河道及左右岸保护区作为研究对象，构建一二维溃漫堤耦合数值模型进行百年一遇洪水方案的计算，根据方案得到的洪水要素进行洪水损失分析与评估，从而为区域洪水管理和经济建设提供参考，主要研究内容和成果如下：（1）干支流遭遇下的洪水组成分析。基于Copula函数构建青铜峡断面上游干支流洪水变量的联合分布，并采用最可能地区组成法得到干支流洪水要素组合。结果表明，随着青铜峡断面设计洪水量级的增大，支流占总量比例逐渐增大，合理的洪水管理需要考虑支流对青铜峡水库断面影响。与同频率地区组成法和实际发生的洪水进行比较分析可得，成果较合理。基于组成分

3、析设计洪水成果结合青铜峡水库的运用及调度情况得到百年一遇设计洪水的调洪演算成果。（2）一二维耦合的溃漫堤洪水数值模型的构建。论文采用中心格式的有限体积法建立二维水动力模型，采用Abbott六点隐式格式离散控制方程组来模拟河流，使用侧向连接的方式通过耦合边界实现一二维河道及保护区的耦合。溃口的选择综合考虑了河道地势、历史洪水、堤防标准、漫堤情况及溃堤影响等因素，并选定双桥、七星渠口分别作为左右岸溃口，在一维水动力模型中设定溃堤计算模型，结合溃漫堤洪水侧向二维流动的特点，构造溃漫堤河道及保护区耦合模型进行洪水方案计算。论文建立的溃漫堤耦合模型不仅能较好

4、地模拟实际工程中的溃堤失事，而且通过河道、保护区的耦合模拟更逼近于真实洪水过程，从而提高计算结果的可靠性和精度。（3）构建基于空间信息的洪灾损失评估和影响分析模型。基于GIS提取洪水淹没要素进行洪水影响分析，并根据受影响区域的社会经济数据进行损失评估，分别得到不同水深等级下各乡镇社会经济损失指标值，量化的洪灾损失可以为洪水管理和经济建设者提供指导。关键词：洪水地区组成；溃漫堤水流；耦合数值模型；损失评估；洪水影响分析ABSTRACTAlongwiththeexpansionofcitiesandhuman,thelossoftheflooddisa

5、sterisincreasing,especicallythelossinhumanlifeandpropertyinsocalandeconomicrsultsfromthedam-breakflood.Oneofthemosteffectivewaystoimplementfloodmanagementisforecastingthefloodthroughthemethodwhichisconstructingthecouplingnumericalsimulationbetweentheriverleveebreachesandprotec

6、tionzone.WechosethechannelbetweentheXiaheyantoQintongxiaandtheconservationareawhichisintheleftandrightrankofthechannletostudy,Creatingthenumericalmodelofcollapseandoverflowfloodsonthebasisofthefloodanalysisinthisarticle.Theflooddamageelementsaccordingtothefloodschemewereusedto

7、carryoutfloodlossanalysisandevaluation,thusprovidingreferencetothefloodmanagersandecomonicconstructors.(1)Thefloodcompositionanalysisundertheencounteroffloodsinmainstreamanditstributaries.WebuiltthejointdistributioninmainstreamanditstributariesbasedonCopulafunction,thenthecomp

8、ositionofthefloodelementswhichweremostlikelyhappeninmainstrea