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城市化对济南市暴雨洪水的影响及其洪水模拟研究

作　者: 何文华
导　师: 黄国如
学　校: 华南理工大学
专　业: 水力学及河流动力学
关键词: 城市化暴雨洪水影响数值模拟 MIKE 21水动力模型济南市
分类号: P333.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着我国经济的快速发展,城市化进程的加快,当城市发生高强度降雨时,由于排水管道系统排水能力的不足,往往导致城区部分地区淹没,造成严重的内涝问题。近年来城市暴雨洪水的灾害日趋严重,城市洪涝灾害严重危害了城市居民的生命和财产安全,一定程度上制约了城市经济和社会发展。面对日益严峻的城市洪涝灾害,模拟城市暴雨洪水过程及淹没范围,为城市防灾减灾决策提供依据,具有重要的研究意义和实际应用价值。论文在前人理论研究和科学实践的基础上,回顾了城市化对暴雨洪水的影响、城市雨洪模拟方法及城市雨洪模型的研究进展,阐述了本文研究的意义和主要工作内容。在深入了解济南市地形地貌、河道和城市化发展概况的基础上,对济南市洪涝灾害发生原因进行初步分析,并根据已有的降雨洪水资料,进行济南市城市化对暴雨洪水的影响分析。针对济南市特殊的地形条件,利用丹麦水力研究所(DHI)研发的MIKE21软件,对济南市二环路以内区域,构建基于无结构网格的水动力模型,对2007年7月18日突发强暴雨洪水进行数值模拟,研究区域内的水流情况及洪水淹没范围。研究结果表明,该模型能够有效地模拟城区马路行洪和地表积水情况。本研究成果能为济南市城市防洪工作提供重要的依据。最后,对全文做了总结,并对有待进一步研究的问题进行了展望。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
第一章绪论  10-20
  1.1 研究的目的和意义  10-12
  1.2 国内外研究进展  12-19
    1.2.1 城市化对暴雨洪水影响研究  13-14
    1.2.2 城市雨洪模拟方法研究  14-17
    1.2.3 城市雨洪模型研究  17-19
  1.3 本文研究的主要内容  19-20
第二章济南市城市化对暴雨洪水的影响  20-39
  2.1 济南市概况  20-23
    2.1.1 自然地理  20
    2.1.2 暴雨特性  20-21
    2.1.3 河流水系  21-23
  2.2 济南城市暴雨洪涝灾害成因  23-25
  2.3 城市化对汛期降雨特征的影响分析  25-32
    2.3.1 基本资料  25-26
    2.3.2 济南城区汛期降雨量特征分析  26-28
    2.3.3 济南城、郊同期汛期降雨特征分析  28-31
    2.3.4 城市化对汛期不同降雨强度等级的降雨雨日数的影响  31-32
    2.3.5 研究结果小结  32
  2.4 城市化对洪水的影响  32-38
    2.4.1 城市化对洪水影响的影响因子  32-33
    2.4.2 济南市城市化对洪水影响特征分析  33-34
    2.4.3 年最大1 日降雨和最大洪峰流量比较  34-35
    2.4.4 多场次暴雨洪水比较  35-38
  2.5 本章小结  38-39
第三章 MIKE水动力模型研究  39-47
  3.1 MIKE 21 模型介绍  39-40
    3.1.1 简介  39
    3.1.2 MIKE 21 软件特点  39-40
  3.2 MIKE 21 FLOW MODEL FM水动力原理  40-46
    3.2.1 控制方程  40-41
    3.2.2 数值解法  41-44
    3.2.3 基本参数  44-46
  3.3 本章小结  46-47
第四章济南市二维水动力模型  47-71
  4.1 济南市洪涝灾害现状  47
  4.2 济南市暴雨洪水模型构建  47-65
    4.2.1 模型构建的基本步骤  47-48
    4.2.2 计算区域  48-49
    4.2.3 计算网格  49-58
    4.2.4 定解条件  58-60
    4.2.5 建立模型  60-65
  4.3 模型计算结果分析  65-70
    4.3.1 洪水淹没过程  65-67
    4.3.2 洪水淹没深度  67-69
    4.3.3 误差分析  69-70
  4.4 本章小结  70-71
结论  71-73
参考文献  73-77
攻读博士/硕士学位期间取得的研究成果  77-78
致谢  78

城市化对济南市暴雨洪水的影响及其洪水模拟研究

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