不同潰決模式下冰湖潰決洪水演進模擬及危險區(qū)劃
發(fā)布時間:2017-07-27 17:25
本文關鍵詞:不同潰決模式下冰湖潰決洪水演進模擬及危險區(qū)劃
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【摘要】:冰湖潰決洪水峰高量大、傳播快、溫度低且常伴生泥石流,一旦突發(fā)冰湖潰決洪水,將對下游地區(qū)的生命財產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境造成毀滅性災害。近年來,冰湖潰決洪水事件發(fā)生頻率增加,已成為西藏防洪減災的關鍵問題。本文以a河流域上典型冰磧湖及其下游區(qū)域為研究對象,構(gòu)建冰湖潰決模型計算不同潰決模式下冰湖擬潰決洪水的發(fā)生和演進過程,分析下游淹沒情況,結(jié)合人口和社會經(jīng)濟分布,作出危險區(qū)劃,進一步提出西藏地區(qū)冰湖潰決洪水災害防洪減災對策。首先綜述了潰壩洪水研究,認為目前高強輸沙理論未建立,潰口沖刷過程未能準確表達;對梯級潰壩和冰湖潰決洪水研究較少。重點對冰湖7個方面的相關研究做了介紹,并提出了冰湖潰決模式新的表達方式。在明晰潰壩理論與方法的基礎上,選擇典型冰湖,分析其可能潰決模式,擬定不同種計算方案,構(gòu)建冰湖潰決模型,計算不同潰決模式下冰湖擬潰決洪水的發(fā)生和演進過程。在二維洪水演進模擬中,研究了隨地形變化的糙率賦值方法,構(gòu)建了二維模擬區(qū)糙率場。根據(jù)洪水演進結(jié)果,分析了不同潰決模式對洪水特征的影響。潰口大小是影響各洪水特征的主要因素,小潰口模式具有維持洪水特征的性質(zhì);瞬時潰與逐漸潰模式影響壩下斷面流量過程形狀與冰湖放空時間;a河來水影響洪水持續(xù)時間。最不利情況下冰湖潰口的洪峰流量為135741m3/s,A鎮(zhèn)為研究區(qū)重鎮(zhèn),一旦潰壩,洪水將迅速抵達A鎮(zhèn),最快僅為3.5分鐘,留給人們的反應時間很短。潰決洪峰抵達A鎮(zhèn)的時間將在15分鐘左右,A鎮(zhèn)的洪水持續(xù)時間為2小時8分鐘至3小時,A鎮(zhèn)河段兩岸的最大淹沒水深在4-9m之間。b河與a河流速的差異很大,冰湖潰決洪水將對b河口附近產(chǎn)生很大的沖擊。各工況的最大淹沒面積約在86-95 km2之間,出現(xiàn)時間在137-205.5分鐘之間。最不利工況10,137分鐘時淹沒面積達到最大94.68 km2,對工況10淹沒最大時刻的淹沒面積按8個水深等級劃分,統(tǒng)計各水深等級對應的面積,水深為3-7m的范圍居多,約占53%。最后,研究區(qū)域被劃分為重點保護區(qū)、重要保護區(qū)、一般保護區(qū)和安全區(qū)四個危險等級,設置了避災路線,提出了西藏地區(qū)冰湖潰決洪水災害防洪減災對策。
【關鍵詞】:冰湖 不同潰決模式 洪水演進 數(shù)值模擬 危險區(qū)劃
【學位授予單位】:長江科學院
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TV122.4
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第一章 緒論10-17
- 1.1 研究背景及意義10-11
- 1.2 研究歷史及現(xiàn)狀11-15
- 1.2.1 潰壩水流理論研究11-12
- 1.2.2 潰壩洪水數(shù)值模擬12-13
- 1.2.3 洪水災害危險區(qū)劃研究13-14
- 1.2.4 存在問題14-15
- 1.3 研究內(nèi)容15-16
- 1.4 技術(shù)路線16-17
- 第二章 冰湖研究17-28
- 2.1 冰湖分類17-18
- 2.2 冰湖現(xiàn)狀及分布18-19
- 2.3 冰湖潰決危害19-20
- 2.4 冰湖相關研究20-26
- 2.4.1 冰湖變化分析研究20-21
- 2.4.2 冰湖的潰決條件研究21
- 2.4.3 冰湖穩(wěn)定性評價21-22
- 2.4.4 冰湖的潰決模式研究22-23
- 2.4.5 潰口發(fā)展過程研究23-24
- 2.4.6 冰湖潰決洪水計算24-25
- 2.4.7 不同壩體潰壩洪水洪峰流量比較25-26
- 2.5 存在問題26-28
- 第三章 冰湖潰決模型原理與方法28-41
- 3.1 冰湖壩址出流模型28-33
- 3.1.1 冰湖壩址峰頂流量28-30
- 3.1.2 冰湖壩址流量過程線30-33
- 3.2 一維洪水演進模型33-35
- 3.3 二維洪水演進模型35-41
- 3.3.1 Mike21fm簡介35-37
- 3.3.2 Mike21fm模型建立37-40
- 3.3.3 藏東南地區(qū)水動力模擬需要注意的問題40-41
- 第四章 不同潰決模式下冰湖潰決洪水演進模擬41-63
- 4.1 工程概況41-43
- 4.2 計算方案擬定43-46
- 4.2.1 典型冰湖潰決模式分析43-44
- 4.2.2 工況設置44-46
- 4.3 模型重要參數(shù)的確定46-50
- 4.3.1 重要參數(shù)的確定46-49
- 4.3.2 二維地形制作及其合理性分析49-50
- 4.4 模擬結(jié)果分析50-61
- 4.4.1 洪水流量特征50-56
- 4.4.2 洪水時間特征56-59
- 4.4.3 平均流速59-60
- 4.4.4 工況10洪水最大水深和最大流速的空間分布60-61
- 4.5 本章小結(jié)61-63
- 第五章 危險區(qū)劃分及減災對策63-78
- 5.1 危險區(qū)劃分方法63-64
- 5.2 研究區(qū)洪水淹沒分析64-67
- 5.2.1 潰決洪水淹沒情況64-65
- 5.2.2 不同工況最大淹沒面積65-67
- 5.3 淹沒損失情況分析67-68
- 5.4 危險區(qū)劃分結(jié)果68-72
- 5.4.1 危險區(qū)劃過程68-71
- 5.4.2 避災路線設置71-72
- 5.5 冰湖潰決洪水防洪減災措施72-76
- 5.5.1 工程措施72-73
- 5.5.2 非工程措施73-76
- 5.6 本章小結(jié)76-78
- 第六章 結(jié)論與展望78-81
- 6.1 結(jié)論78-79
- 6.2 展望79-81
- 參考文獻81-86
- 附錄86-87
- 致謝87
本文編號:582568
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