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地下空间洪水入侵的机理及防洪对策研究

作　者: 申若竹
导　师: 杨敏
学　校: 天津大学
专　业: 水利工程
关键词: 地下空间 洪水入侵 扩散机理 水动力特性 安全疏散理论 防洪减灾措施
分类号: TV87
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着社会经济的高度发展与土地资源紧缺的矛盾日渐突出。开发利用地下空间成了城市可持续发展和提高城市功能的必经之路。然而地下空间一般整体位于地下，是一个相对密闭的场所，只有少量的通风井和出入口与外界直接连通。作为洪水极易入侵的半封闭性空间，洪灾发生时积水的上升速度比地面快得多，在不能及时有效发出警告的情况下，撤离逃生的时间将十分有限。这不仅会造成设备损失、人员伤亡等直接经济损失，还会造成难以估算的间接损失。随着近年来地下空间淹水事件的频繁发生，造成巨大的生命财产损失，地下空间洪水入侵机理与防洪的研究势在必行。我国对于地下空间防洪方面的研究，多半为一些宏观的指导建议，并未对其机理进行深入地研究。针对上述问题，本文就以下几个方面作进行研究：（1）通过缩尺比例物理模型试验推求在不同的入侵流量和控制条件下，地下空间积水深度h与时间t的关系曲线，分析洪水入侵过程中的不同阶段地下空间的积水情况，评价不同水深区域的危害程度。同时在试验中考虑了防淹门的启闭对洪水入侵过程的影响并进行分析，评价其作用。（2）通过足尺比例的楼梯模型进行水动力试验，，在各种试验条件下详细研究地下空间出入楼梯的水流特性，推导出入侵流量与流速的关系，同时辅以VOF数值模型对整个研究区域进行三维数值模拟计算进行验证；在以往的试验中，并未深入研究流量（流速）与阻力的关系，本文将对不同流量下人体不同的站立方式和着装条件所受水流阻力的情况进行研究，对洪水入侵地下空间有更为全面的认识，从而为防洪设计与疏散指导工作提供理论依据。（3）基于前人的研究成果，通过公式的推导计算，研究地下空间洪灾发生时人员安全疏散环节，使得理论研究更直观地运用于实际，其成果可直接用于安全性的评估。（4）针对地下空间提出防洪避灾措施，在原有的基础上提出一些改进意见。将工程与非工程措施有效地结合起来，真正做到以防为主，防治结合，将洪涝灾害对地下空间造成的生命财产损失降到最低。

全文目录


中文摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-17
  1.1 研究背景  8-12
    1.1.1 地下空间发展概况  8-9
    1.1.2 地下空间洪涝灾害  9-12
  1.2 国内外研究现状  12-14
  1.3 存在的问题  14-15
  1.4 主要研究内容  15-17
第二章 洪水入侵地下空间的扩散机理  17-37
  2.1 模型试验的原理、设计及试验工况  17-22
    2.1.1 水力学试验的模拟原理  17-18
    3.1.2 模型试验设计  18-21
    2.1.3 试验工况  21-22
  2.2 已建车站洪水入侵过程  22-27
    2.2.1 已建车站站厅层的水深变化过程  22-24
    2.2.2 已建车站站台层的水深变化过程  24-27
  2.3 规划车站洪水入侵过程  27-32
    2.3.1 规划车站站厅层的水深变化过程  27-29
    2.3.2 规划车站站台层的水深变化过程  29-32
  2.4 换乘车站车站洪水入侵过程  32-36
    2.4.1 已建车站的水深变化过程  32-34
    2.4.2 规划车站的水深变化过程  34-36
  2.5 本章小结  36-37
第三章 出入楼梯水动力特性研究  37-45
  3.1 模型试验设计  37-39
    3.1.1 流量、流速的测量  37-38
    3.1.2 人体所受阻力的测量  38-39
  3.2 水流流态  39-40
  3.3 流速与流量的关系  40
  3.4 人体所受水流阻力  40-44
    3.4.1 成人单腿站立所受水流阻力  41-42
    3.4.2 成人双腿站立所受水流阻力  42-43
    3.4.3 儿童双腿站立所受水流阻力  43-44
  3.5 本章小结  44-45
第四章 地下空间人员安全疏散研究  45-50
  4.1 地下空间的人员安全逃难的判定  45-46
  4.2 人员疏散时间的计算公式  46-47
  4.3 安全疏散时间的推导  47-49
  4.4 本章小结  49-50
第五章 地下空间防洪减灾措施探讨  50-55
  5.1 地下空间防洪工程措施  50-52
    5.1.1 出入口合理结构及防淹措施  50-51
    5.1.2 排水设施  51
    5.1.3 防渗防漏措施  51-52
  5.2 地下空间防洪非工程措施  52-54
    5.2.1 完善规范及防洪标准  52
    5.2.2 加强预报及做好抢险预案  52-53
    5.2.3 紧急疏散和避难措施  53
    5.2.4 加强防灾意识  53-54
  5.3 本章小结  54-55
第六章 结论与展望  55-57
  6.1 结论  55-56
  6.2 展望  56-57
参考文献  57-60
硕士期间发表论文及参加科研情况  60-61
致谢  61

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中图分类: > 工业技术 > 水利工程 > 治河工程与防洪工程 > 防洪工程
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