蓄滞洪区洪水特性对地面沉降的响应研究

摘要

我国是世界上洪涝灾害最重的国家之一,由于地处亚洲季风气候区,降雨量在时空分布上极不均匀,极易发生峰高量大的洪水。为了抵御较大洪水,保护重要城市和地区的安全,开辟出江湖洼淀等地区为蓄滞洪区来分蓄洪水。蓄滞洪区是江河防洪体系中的重要组成部分,是保障重点城市防洪安全,减轻灾害的有效措施。由于蓄滞洪区内土地肥沃兼之很少投入使用,近年来区内人口剧增、经济迅速发展,人们为了发展的需要,大量超采地下水,致使地面沉降日趋严重。地面沉降既降低了现有堤防的防洪标准,增加了洪涝灾害的隐患,同时使河道的行洪能力降低,致使蓄滞洪区内水患加剧。因此,有必要研究地面沉降因素对蓄滞洪区内洪水特性的影响。
　　本文以贾口洼蓄滞洪区为例,基于现有水文和地形资料,建立了基于MIKE21 FM平台的洪水演进数值模型,并对大清河百年一遇设计洪水进行演进模拟,本文建立的模型充分考虑了地面沉降因素的影响。本文研究成果可为大清河防洪调度和贾口洼蓄滞洪区防洪减灾提供决策依据和科学指导。本文的主要研究成果如下:
　　(1)以贾口洼蓄滞洪区的地面高程资料,分别分析贾口洼蓄滞洪区从1977年至2002年、2002年至2010年的地面沉降量及其空间分布特征,并绘制地面沉降前后的水位~库容和水位~面积曲线,分析地面沉降对贾口洼蓄滞洪区蓄水库容和淹没面积的影响。
　　(2)建立贾口洼蓄滞洪区二维水动力模型。并通过水位和淹没范围两个洪水特性指标对本文所建立的模型进行验证,模拟结果与验证数据基本一致,模型精度较高,参数选择合理。
　　(3)分别对1977年、2002年和2010年地面高程网格模型分无道路阻水作用和有道路阻水作用两种工况,对大清河百年一遇设计洪水进行模拟,并对其计算输出的水位、水深和淹没面积等进行了比较分析,分析了地面沉降状况对洪水特性的影响。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外地面沉降现状及其危害

1.3洪水数值模拟研究进展

1.4研究内容与技术路线

第二章 研究区域概况

2.1大清河系蓄滞洪区简介

2.2贾口洼概况

第三章 贾口洼地面沉降分析

3.1 1977年至2002年地面沉降

3.2 2002年至2010年地面沉降

3.3本章小结

第四章 水动力模型的建立与验证

4.1水动力模型简介

4.2水动力模型构建

4.3水动力模型验证

4.4本章小结

第五章 洪水特性对地面沉降的响应分析

5.1不考虑道路阻水作用的洪水特性分析

5.2考虑道路阻水作用的洪水特性分析

5.3有、无道路阻水洪水特性比较

5.4本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢