洪水与风暴潮共同作用下的溃堤洪水一维、二维耦合模型及应用
2017-10-24王秀杰胡冰苑希民田福昌秦旭东
南水北调与水利科技 2017年5期
王秀杰 胡冰 苑希民 田福昌 秦旭东



摘要:为了解决复杂条件下河道洪水漫堤、溃堤和潮水倒灌的问题,建立了在洪水和风暴潮共同作用下的天然河道漫溃堤洪水在防洪保护区的一二维水动力耦合模型。在兼顾计算效率和精度的基础上,分区剖分网格,设置合理的网格面积;根据植被和地物的不同,分区设置糙率;通过宽顶堰的方式将河道一维模型和防洪保护区二维模型进行侧向耦合;采用基于侵蚀的渐变溃破坏方式模拟河道溃堤过程,实现了河道上游发生洪水和下游遭遇外海风暴潮的复杂情况下精细化模拟。实例研究表明,所建模型可灵活处理复杂多变的水力条件,模拟结果合理可靠,可为防汛部门制定决策提供有力的科学依据。
关键词:一二维耦合模型;溃、漫堤洪水;风暴潮;渐变溃;太阳河
中图分类号:TV122.4 文献标识码:A 文章编号:1672-1683(2017)06-0043-07
近几年,我国注重综合采用工程措施和非工程措施应对洪涝灾害,在全国各地推行洪水风险图编制项目,使得我国的水动力数学模型有了很大的进展。在我国,黄金池等利用模型代替了多个单独使用的水动力学模型,模拟了土石坝溃坝后的洪水演进过程。宋霁云等描述了模型参数和模型效率间的关系,为模型参数的合理设置提供了理论依据。李大鸣等建立二维水动力学模型研究了桥涵概化尺度对洪水演进的影响。陈文龙等通过构造并求解Riemann问题实现一维二维模型耦合。苑希民等建立了堤洪水的二维水动力学模型,模拟了黄河内蒙段南岸灌区溃堤洪水流速、流态及水深的变化情况。……
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