汾河流域下游防洪能力分析與對(duì)策研究
本文關(guān)鍵詞:汾河流域下游防洪能力分析與對(duì)策研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:山西汾河流域洪水具有歷時(shí)短,洪峰流量大的特點(diǎn)。一旦發(fā)生特大洪水,其危害性很強(qiáng),而目前汾河流域下游(趙城水文站—入黃口)主要通過(guò)堤防工程來(lái)抵御洪水,防洪體系單一,如何利用科學(xué)的方法,進(jìn)行洪水的預(yù)報(bào),提前進(jìn)行防洪能力分析和相應(yīng)抵御洪水對(duì)策的研究。具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和重大的現(xiàn)實(shí)意義。本文結(jié)合汾河流域下游地區(qū),進(jìn)行了以下幾方面的工作:(1)分析了汾河流域下游(趙城水文站—入黃口)洪水特性、歷史洪水災(zāi)害、流域的防洪現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題;(2)構(gòu)建汾河干流洪水演進(jìn)的一維水動(dòng)力學(xué)模型,并采用實(shí)測(cè)水文資料對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果吻合良好。并采用構(gòu)建的模型對(duì)汾河流域下游不同量級(jí)洪水(5年、10年、20年、50年、100年)進(jìn)行了計(jì)算。分析河道中最高洪水位與堤防高程關(guān)系,結(jié)果表明,堤防完全可以抵御20年一遇以下洪水;部分堤防可抵御50年一遇的洪水;對(duì)于100年一遇的洪水,洪水位完全高于堤防高程。當(dāng)發(fā)生大于50年一遇的洪水時(shí),臨汾、襄汾、新絳、稷山四個(gè)城市應(yīng)作為防洪重點(diǎn),并分析城市所屬河段的過(guò)流能力;(3)在一維水動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,采用一、二、維水動(dòng)力學(xué)耦合模型模擬潰堤洪水的流動(dòng)特性,為防洪對(duì)策分析建立基礎(chǔ)。針對(duì)流域50一遇和100年一遇的洪水,依據(jù)堤防潰口確定原則,確定重點(diǎn)防護(hù)區(qū)(臨汾、襄汾、新絳、稷山)發(fā)生潰堤的位置以及潰口大小。利用二位水動(dòng)力學(xué)模型分析潰堤后不同時(shí)間段內(nèi)的淹沒(méi)范圍、淹沒(méi)水深和流速等水勢(shì)等特征,為該地區(qū)防御洪水提供依據(jù);(4)分析汾河流域下游建立蓄滯洪區(qū)的必要性,依據(jù)蓄滯洪區(qū)規(guī)劃原則,于汾河與澮河交界處靠近侯馬地區(qū)規(guī)劃一蓄滯洪區(qū),并通過(guò)數(shù)值的方法對(duì)蓄滯洪區(qū)的防洪效果進(jìn)行了分析,對(duì)于50年一遇的洪水,通過(guò)蓄滯洪區(qū)分洪流量為300m3/s后,新絳,稷山的洪水位低于堤防高程;對(duì)于100一遇的洪水,蓄滯洪區(qū)的分洪流量為800m3/s,新絳、稷山部分洪水位高于堤防,通過(guò)適當(dāng)加高堤防即可滿足防洪要求。(5)通過(guò)對(duì)汾河上游的一維和二維水流數(shù)值模擬分析,本文提出論述汾河流域下游可采用的防洪工程措施以及可采用的非工程措施。研究?jī)?nèi)容可作為汾河流域下游防洪對(duì)策制定的理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】:防御洪水 潰堤洪水 水動(dòng)力學(xué)模型 汾河流域下游
【學(xué)位授予單位】:太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TV87
【目錄】:
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-10
- 第1章 緒論10-24
- 1.1 研究意義10-12
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-20
- 1.2.1 洪水防御的研究現(xiàn)狀12-16
- 1.2.2 河道洪水演進(jìn)的研究現(xiàn)狀16-19
- 1.2.3 蓄滯洪區(qū)的發(fā)展現(xiàn)狀19-20
- 1.3 本文研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線20-24
- 第2章 洪水模擬計(jì)算理論基礎(chǔ)24-42
- 2.1 洪水防御體系基本元素24-25
- 2.2 河道洪水演進(jìn)模擬理論25-40
- 2.2.1 IFMS基本介紹25-26
- 2.2.2 水動(dòng)力學(xué)模型理論26-40
- 2.3 蓄滯洪區(qū)理論40-41
- 2.4 本章小結(jié)41-42
- 第3章 汾河流域下游概況及數(shù)學(xué)模型的建立42-68
- 3.1 流域概況42-49
- 3.1.1 自然地理概況42-43
- 3.1.2 流域經(jīng)濟(jì)概況43-44
- 3.1.3 水文概況44-49
- 3.2 洪水分析及流域防洪狀況49-56
- 3.2.1 歷史洪水調(diào)查49-50
- 3.2.2 洪水特性分析50-51
- 3.2.3 流域防洪狀況51-54
- 3.2.4 存在問(wèn)題54-56
- 3.3 數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建56-59
- 3.3.1 模型分析計(jì)算的范圍56
- 3.3.2 洪水?dāng)?shù)值模型的總體框架56-57
- 3.3.3 模型計(jì)算流程圖57-59
- 3.4 模型驗(yàn)證分析59-66
- 3.4.1 河道斷面劃分情況59-61
- 3.4.2 流量的相關(guān)性分析61-62
- 3.4.3 模型驗(yàn)證62-66
- 3.5 本章小結(jié)66-68
- 第4章 汾河流域下游防洪能力分析計(jì)算及防御洪水安排68-102
- 4.1 河道洪水演進(jìn)計(jì)算68-81
- 4.1.1 洪水量級(jí)劃分68
- 4.1.2 河道沿程水面線計(jì)算結(jié)果68-81
- 4.2 河段風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)識(shí)別及分析81-95
- 4.3 典型斷面洪水分析95-99
- 4.4 防御洪水方案99-100
- 4.5 本章小結(jié)100-102
- 第5章 潰堤洪水分析計(jì)算及對(duì)策102-124
- 5.1 潰口位置及尺寸確定102-105
- 5.1.1 潰口位置確定原則102
- 5.1.2 潰口位置與尺寸確定102-104
- 5.1.3 潰口流量104-105
- 5.2 網(wǎng)格剖分結(jié)果105-108
- 5.3 重點(diǎn)防護(hù)城市淹沒(méi)水深及洪水影響范圍分布圖108-118
- 5.3.1 臨汾市潰堤洪水計(jì)算結(jié)果108-111
- 5.3.2 襄汾市潰堤洪水計(jì)算結(jié)果111-114
- 5.3.3 新絳縣潰堤洪水計(jì)算結(jié)果114-117
- 5.3.4 稷山縣潰堤洪水計(jì)算結(jié)果117-118
- 5.4 潰堤洪水的防御措施118-122
- 5.4.1 河道治理118
- 5.4.2 流域的調(diào)蓄作用118-119
- 5.4.3 城區(qū)內(nèi)的防御措施119-122
- 5.5 本章小結(jié)122-124
- 第6章 蓄滯洪區(qū)的設(shè)立對(duì)流域防洪的影響分析124-138
- 6.1 蓄滯洪區(qū)設(shè)立的必要性分析124-125
- 6.2 蓄滯洪區(qū)的規(guī)劃以及分洪方案制定125-127
- 6.2.1 蓄滯洪區(qū)設(shè)立原則125-126
- 6.2.2 蓄滯洪區(qū)規(guī)劃及分洪方案確定126-127
- 6.3 蓄滯洪區(qū)分洪計(jì)算127-132
- 6.3.1 蓄滯洪區(qū)的網(wǎng)格剖分結(jié)果128-129
- 6.3.2 河道水位沿程變化129-130
- 6.3.3 蓄滯洪水演進(jìn)情況130-132
- 6.4 設(shè)立蓄滯洪區(qū)對(duì)流域防洪形勢(shì)的影響分析132-136
- 6.5 本章小結(jié)136-138
- 第7章 汾河流域下游防御洪水非工程措施討論138-142
- 7.1 生態(tài)保護(hù)以及河流生態(tài)治理138
- 7.2 建立洪水預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)138-139
- 7.3 編制洪水防御方案139
- 7.4 編制洪水風(fēng)險(xiǎn)圖139
- 7.5 防洪教育139-140
- 7.6 本章小結(jié)140-142
- 第8章 結(jié)論與展望142-144
- 8.1 主要結(jié)論142-143
- 8.2 存在不足143-144
- 參考文獻(xiàn)144-148
- 致謝148-150
- 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加的工程項(xiàng)目150
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本文編號(hào):339259
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