基于时空动态耦合的漫滩、溃堤与防洪保护区洪水联算二维模型

作     者：王秀杰 王丽娜 田福昌 苑希民 WANG Xiujie;WANG Lina;TIAN Fuchang;YUAN Ximin

作者机构：天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 天津大学前沿技术研究院有限公司天津301700 

出 版 物：《自然灾害学报》 (Journal of Natural Disasters)

年 卷 期：2015年第24卷第6期

页      面：57-63页

核心收录：

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51209158) 高等学校学科创新引智计划资助项目(B14012) 

主　　题：溃堤洪水 防洪保护区 二维水动力学模型 动态耦合 河道数字地形 热启动 

摘      要：河道洪水的漫滩、溃堤及其在防洪保护区的耦合计算一直是数学模拟模型中的重点和难点。基于Navier-Stokes二维浅水方程,通过河道水位比较确定任意时刻水流流向、流量及动量的交换,并根据溃口展宽变化确定耦合节点和接口宽度,进行河道与防洪保护区的无缝连接,从而实现了漫滩、溃堤与防洪保护区洪水的时空动态耦合计算。基于DEM、遥感影像和实测断面的地形数据资料,提出了河道数字地形获取改进技术,同时利用热启动技术解决了溃口形状变动问题。通过实例研究表明,该模型可实现二维宽浅河道漫滩、溃堤和防洪保护区及其任意组合的洪水仿真。计算结果合理、可靠,供相关部门参考。