精细地形及管网资料缺失城区雨洪过程数值模拟方法研究

发布时间：2022-08-11 22:24

　　近年来随着气候变化的加剧,城市化进程的加快,极端降雨频发,洪涝灾害造成了较大的生命财产损失。同时随着计算性能提升和计算方法的改进,雨洪数值模型成为研究洪涝问题的重要技术手段。然而城市区域精细地形和管网资料缺失严重难以获取,极大地限制了雨洪数值模型的应用。本文针对无资料区域洪涝过程模拟不足的现状,以开发一套适用于无资料区,模拟精度更好,更为简便的模拟方法为目标。在西安理工大学开发的全水动力雨洪模拟基础上,提出适用于精确地形缺失区的摩阻修正方法和适用于管网资料缺失区的等效排水方法,提高了模型在无资料区洪涝过程模拟精度,并通过基本算例对提出方法进行了验证。通过对浅水方程中摩阻项进行理论分析及公式推导,提出基于粗糙DTM地形的摩阻修正方法。对四个主要影响因子:地形坡度、建筑密度、单宽流量和网格分辨率进行了敏感性分析,确定修正系数对网格分辨率不敏感。采用非线性拟合得到修正系数与地形坡度、建筑密度和单宽流量的关系式。通过理想城市流域和Toce河物理模型试验区域洪涝过程对该方法进行了验证,结果表明采用摩阻修正方法在不同点位和断面处水深模拟精度明显提升,该方法有望成为一种适用于精细地形资料缺失区洪水演... 

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 精细地形资料缺失区洪涝过程模拟方法进展
        1.2.2 管网资料缺失城区雨洪过程模拟方法进展
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
2 基于全水动力法的洪涝过程数值模拟方法
    2.1 二维地表漫流过程计算
    2.2 一维管网汇流计算
    2.3 一二维耦合方法
    2.4 本章小结
3 精细地形资料缺失区洪水演进过程模拟方法
    3.1 基本理论与方法
    3.2 公式推导
    3.3 摩阻修正系数拟合
    3.4 本章小结
4 管网资料缺失区内涝过程模拟方法
    4.1 全域等效排水方法
    4.2 道路等效排水方法
    4.3 雨水井等效排水方法
    4.4 本章小结
5 资料缺失城区雨洪过程数值模拟方法验证
    5.1 精细地形资料缺失区洪水演进过程模拟方法验证
        5.1.1 理想城市区域洪涝过程模拟
        5.1.2 Toce河物理模型洪涝过程模拟
        5.1.3 结果分析与小结
    5.2 管网资料缺失区雨洪过程模拟方法
        5.2.1 理想城市降雨径流过程模拟
        5.2.2 沣西新城实际内涝过程模拟
        5.2.3 结果分析与小结
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间主要研究成果
致谢



本文编号：3675506