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不同溃决模式下冰湖溃坝洪水演进模拟

作　者: 吴秀山
导　师: 冉启华
学　校: 浙江大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 冰湖溃决洪水演进不同溃决模式数值模拟二维
分类号: TV122.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

作为西藏地区冰川灾害之一的冰湖溃决洪水,具有范围广、持续时间长、危害大并经常伴随有泥石流等特点。以西藏年楚河流域的典型危险性冰湖——黄湖及其下游区域为研究对象,经过实地调查,获得了相关的水文气象特性和地形、地貌等特征信息。基于数字高程模型(DEM)的地形数据和矩形网格,采用二维溃坝洪水演进数值模型,进行了模型的率定和不同溃决模式下的洪水演进模拟。本文对不同溃决模式设置了6种工况,结果表明：上游近溃口河道,不同溃决模式对洪峰流量、洪水最大水深和洪水最大流速影响较大；中下游河道,不同溃决模式对其影响相对较小。上游近溃口河道,小溃口工况的洪峰流量大于大溃口工况的洪峰流量,逐渐溃决工况的洪峰流量小于瞬时溃决工况的洪峰流量；中下游河道,小溃口逐渐溃坝的洪峰流量最大。江孜是年楚河上游区域较为重要的人口、经济聚集地。根据不同模拟方案分别得出溃决洪水到达江孜时的基本情况。最不利工况2,溃决洪水到达江孜的时间约为33.5h,江孜处的洪峰流量约为1914.8m3/s；最有利工况6,溃决洪水到达江孜的时间约为34.0h,江孜处的洪峰流量约为1758.4m3/s。均大于江孜水文站暴雨洪水万年一遇洪峰(不足1000m3/s),可见如果冰湖溃决发生,可能导致的洪水将会对下游,特别是江孜县城造成严重损害。本研究的主要创新点是：1)考虑不同溃决模式,分析不同工况下冰湖溃决洪水演进的区别；2)选取尚未有人做过模拟研究的潜在危险冰湖——黄湖,进行溃决洪水模拟。研究结果对于完善江孜地区的潜在危险冰湖数据库和科学制定洪水预警策略具有重要的现实意义。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-28
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 研究意义  11-18
    1.2.1 冰湖研究的科学意义  12-13
    1.2.2 西部地区开发的战略需求  13-18
  1.3 国内外研究进展  18-26
  1.4 研究内容和方法  26-28
    1.4.1 研究内容  26-27
    1.4.2 研究方法  27-28
2 研究区域概况  28-36
  2.1 综合概况  28-29
  2.2 冰碛湖及冰川现状  29-32
  2.3 水文气象条件  32-33
  2.4 年楚河流域水文地质概况  33-36
3 溃坝模型介绍及模型建立  36-50
  3.1 溃坝模型发展现状  36-38
  3.2 二维洪水演进数值模型原理  38-41
    3.2.1 数学模型  38
    3.2.2 数值计算方法  38-41
  3.3 模型建立  41-43
  3.4 模型参数选取  43-50
    3.4.1 模型参数介绍  43-45
    3.4.2 模型参数选取  45-47
    3.4.3 曼宁系数率定  47-50
4 不同溃决模式下黄湖溃决洪水的模拟计算  50-94
  4.1 工况设置  50-52
  4.2 各断面洪水流量过程  52-63
    4.2.1 溃口及近溃口断面洪水流量变化过程  57-60
    4.2.2 其他代表性断面洪水流量变化过程  60-63
  4.3 洪水水深、淹没面积随时间变化过程  63-77
  4.4 洪水各指标的空间分布  77-94
    4.4.1 不同工况下洪水抵达时间的空间分布  77-82
    4.4.2 不同工况下洪水持续时间的空间分布  82-86
    4.4.3 不同工况下洪水最大水深的空间分布  86-90
    4.4.4 不同工况下洪水最大流速的空间分布  90-94
5 结论、问题与展望  94-98
  5.1 主要结论  94-95
  5.2 存在的问题  95-96
  5.3 展望  96-98
参考文献  98-105
作者简介  105

不同溃决模式下冰湖溃坝洪水演进模拟

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