蓄滞洪区洪水演进数值模拟与洪灾损失评估研究

摘要

我国是一个洪水灾害十分严重的国家。随着社会经济的高速发展，洪水造成的损失不断上升，蓄滞洪区作为防洪减灾系统的重要组成部分，越来越受到国家的重视。蓄滞洪区的合理利用不仅可以降低洪灾损失也有利于城市的防洪。蓄滞洪区的洪水演进数值模拟能够较好的揭示洪水演进时空间和时间上的变化，模拟洪水的泛滥过程。利用数值模拟的结果进行淹没风险区划和绘制洪水风险图对洪泛区的安全建设、避难方案的合理制定、预报洪灾损失及降低洪水风险具有重要的指导意义。本文应用MIKE软件对宁晋泊和大陆泽蓄滞洪区进行洪水演进的数值模拟，对数值模拟结果进行分析处理，并开展了蓄滞洪区淹没风险区划、洪水风险图的绘制和洪灾损失评估等工作的研究。
　　 本文主要内容如下:
　　 1、本文总结归纳了目前洪水演进数值模型、洪水风险图和洪灾损失评估的国内外研究现状，简要介绍了MIKE水动力模块的基本方程组及离散方法。
　　 12、介绍了宁晋泊和大陆泽蓄滞洪区基本情况，在其基础上进行模型构建。应用MIKEflood模块建立宁晋泊和大陆泽蓄滞洪区一、二维耦合数值模型，采用“96.8”历史洪水资料对模型进行了验证。通过对环水村模拟水位值及实测值进行对比分析可知模型糙率值选取基本合理，通过对不同时段的洪水淹没面积及滞洪量与历史资料进行对比认为模型构建合理。
　　 3、利用模型对不同频率洪水进行了洪水演进数值模拟计算，对模型结果进行洪水淹没范围和洪水淹没历时分析。提取出所有村子的洪水淹没指标，如淹没水深、淹没历时、洪水流速等。
　　 4、在洪水淹没指标中选取风险指标，进行洪水淹没风险度的计算，利用风险度的区划标准进行蓄滞洪区的洪水淹没风险区划，即分为重度风险区、中度风险区、轻度风险区和无风险区。绘制洪水风险图。
　　 5、在洪水风险图的基础上，进行洪灾损失评估。利用经验公式计算生命损失，应用面上综合洪灾损失计算法计算经济损失。通过模糊聚类分析法来评估不同频率洪水的灾害等级。

目录

声明

摘要

1．引言

1．1 研究背景

1．1．1 防洪现状

1．1．2 蓄滞洪区在防洪中的重要作用

1．1．3 蓄滞洪区存在的问题

1．2 研究意义

1．3 国内外研究进展

1．3．1 蓄滞洪区洪水演进的数值模型研究进展

1．3．2 洪水风险图的研究进展

1．3．3 洪灾损失评估研究进展

1．4 本文研究内容

1．5 研究技术路线

2．MIKE软件水动力模块介绍

2．1 MIKE21水动力模块介绍

2．1．1 二维水流模型基本方程组

2．1．2 MIKE21有限差分原理

2．1．3 方程离散

2．2 MIKE11水动力模块介绍

2．2．1 一维非恒定流基本方程组

2．2．2 方程组的离散

2．2．3 方程组的求解

2．3 MIKE FLOOD一二维耦合模块介绍

3．宁晋泊和大陆泽蓄滞洪区现状

3．1 滞洪区概况

3．2 河道概况

3．2．1 河道基本情况

3．2．2 河道设计洪水的计算

3．3 大陆泽、宁晋泊蓄滞洪区洪水调度运用

4．数学模型的建立及验证

4．1 二维模型的建立

4．1．1 模型计算范围

4．1．2 模型网格剖分

4．1．3 糙率的确定

4．1．4 边界条件

4．1．5 主要提防及公路

4．1．6 模型参数选取

4．2 一维模型的构建

4．2．1 分洪口门

4．2．2 下游边界处理

4．2．3 一维模型构建

4．3 一、二维耦合模型耦合

4．4 历时洪水模拟及模型验证

5．不同频率洪水演进模拟计算

5．1 20年一遇现状条件下洪水演进结果分析

5．2 30年一遇现状条件下洪水演进结果分析

5．3 50年一遇现状条件下洪水演进结果分析

5．4 蓄滞洪区淹没风险区划及洪水风险图的绘制

5．4．1 洪水风险因素分析及淹没风险度计算方法

5．4．2 宁晋泊大陆泽蓄滞洪区洪水淹没风险区划

5．4．3 宁晋泊大陆泽蓄滞洪区洪水风险图的绘制

6．蓄滞洪区洪水损失评估

6．1 洪灾损失分类及常用的评估模犁

6．1．1 洪水灾害损失分类

6．1．2 常用的洪灾损失模型

6．2 宁晋泊大陆泽蓄滞洪区洪灾损失计算

6．3 宁晋泊大陆泽蓄滞洪区灾害等级评估

7．结论与展望

7．1 主要研究结论

7．2 研究展望

参考文献

在读期间发表的学术论文

作者简介

致谢