一种河道与泛区凌汛壅水-溃堤-淹没耦合模拟方法与流程

技术特征：
1.一种河道与泛区凌汛壅水
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溃堤
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淹没耦合模拟方法，依次包括如下步骤：(1)、数据资料收集整编收集研究区域包括行政区划、居民地、河流水系、交通道路、堤防在内的基础地理数据、历史凌汛洪水过程及灾害资料、数字高程模型即dem、遥感影像等数据资料，并根据凌汛壅水
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溃堤
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淹没耦合模型构建对数据的要求，对其进行系统化整编处理；(2)、凌汛壅水
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溃堤
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淹没耦合模拟方案拟定设定当河道水位达防凌保证水位时堤防溃决，溃口为矩形、瞬间溃决到底，溃口宽度即溃口底宽b为历史实际发生的最大值，分流72h后开始复堵截流，封堵时间24h，选取历史典型年凌汛期溃口上游洪水过程，以研究河段历史最大凌峰流量为峰值进行同倍比放大，将其作为溃堤分析方案的上游入流条件，下游出流条件为凌汛期河道断面的水位
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流量关系，溃口下游设置长度10km的全河宽冰塞，凌汛期冰塞糙率n
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按流量为3200m3/s时凌汛冰塞壅水高度h为2.3m进行设置；(3)、凌汛壅水
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溃堤
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淹没耦合模拟模型构建根据河道一维水动力模型和泛区二维水动力模型原理，考虑凌汛冰塞壅水特性及溃堤凌汛洪水演进特征，采用河道与泛区凌汛壅水
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溃堤
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淹没耦合模拟方法，实现河道凌汛壅水、堤防溃决分流、泛区凌汛洪水淹没的动态耦合数值仿真；(4)、凌汛壅水
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溃堤
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淹没过程耦合模拟
①
、确定河道凌汛冰塞壅水高度与河道综合糙率的关系选择典型险工段，考虑不同流量条件，分别对应于险工段下游10km河段设定不同凌汛期冰塞糙率n
i
为0.06、0.10、0.12和0.15，基于已构建的河道一维凌汛壅水模拟模型，模拟不同流量条件与不同凌汛期冰塞糙率n
i
组合工况下的凌汛洪水位z及凌汛冰塞壅水高度h变化过程，从而确定河道凌汛冰塞壅水高度h与河道综合糙率n的关系；
②
、凌汛壅水作用下溃堤流量过程计算根据步骤(3)构建的凌汛壅水
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溃堤
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淹没耦合模拟模型，设置溃口瞬间溃决到底并于72h后开始封堵、24h后溃口全部合龙，利用嵌入的凌汛壅水作用下溃堤分流流量计算方法，计算溃口宽度及溃口分流流量q
l
变化过程；
③
、泛区凌汛溃堤洪水动态淹没过程模拟基于已构建的凌汛壅水
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溃堤
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淹没耦合模拟模型，模拟设定方案对应的凌汛壅水
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溃堤
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淹没动态演进过程，并统计不同时刻凌汛洪水淹没水深h分布情况；
④
、泛区凌汛溃堤洪水淹没风险分析根据凌汛洪水动态淹没过程模拟结果，计算不同时刻凌汛洪水淹没面积以及不同水深等级对应淹没面积变化情况，分析随着凌汛洪水演进时间的推移、淹没面积及淹没范围的变化情况，分析淹没风险较大的区域，明确防凌减灾重点保护范围。

技术总结
本发明公开了一种河道与泛区凌汛壅水


技术研发人员：田福昌 苑希民 何立新 侯玮 王丽娜
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2021.08.03
技术公布日：2021/12/13