【技术实现步骤摘要】
无资料、多碍洪构筑物的山区性河流洪水过程模拟方法
本专利技术涉及防洪减灾
,具体涉及一种无资料、多碍洪构筑物的山区性河流洪水过程模拟方法。
技术介绍
准确的洪水信息既是开展防洪减灾的“参谋”与“耳目”,亦是开展防洪规划中防洪水文分析计算、现状防洪能力复核等工作的基础依据。近年来,随着水文气象监测、水文气象耦合等方面的快速发展,洪水推求技术取得了长足的进步。目前,各大江大河已建成集卫星、雷达、水文气象报汛站、水利工程站等空天地于一体的流域全覆盖水雨情立体监测体系。多年的应用实践证明,大江大河及主要支流干流洪水预报、洪水过程模拟具有较高的精度,但在中小河流尤其是山区性河流的精度随着水文气象监测站点的减少不断下降。山区性河流普遍存在水文站网密度不够,未控区间大,造成无水文观测站点的城镇重要河段无法进行有效洪水作业预报,对防洪决策形成了阻碍,洪水过后,亦无法对洪水进行很好的复演,对今后的灾后重建及防洪工程补短板工作带来了困难。此外,许多山区性河流径流年内分配极不均匀,为满足非汛期灌溉、供水、航运和景观等需求,往往在河道上建有大量堰坝,产生一定阻洪或滞洪作用;在城镇河段,为满足交通需要,往往修建了许多跨河桥梁,这些桥梁也在一定程度上存在碍洪影响,洪水推演必须考虑这些工程的影响。山区性河流防洪问题一直是我国防洪的短板地区,近年来,极端暴雨洪水问题逐渐凸显,由极端天气引起的大洪水发生概率也随之加大,防洪风险暴露度亦随之增大。因此,开展无资料、多碍洪构筑物的山区性河流洪水过程模拟方法研究对保障山区性河流沿线城镇及大片农田防洪安 ...
【技术保护点】
1.一种无资料、多碍洪构筑物的山区性河流洪水过程模拟方法,包括如下步骤:/n步骤1:构建山区河流一维水动力学模型;/n步骤2:推求区间洪水过程;/n步骤3:率定与验证模型。/n
【技术特征摘要】
1.一种无资料、多碍洪构筑物的山区性河流洪水过程模拟方法,包括如下步骤:
步骤1:构建山区河流一维水动力学模型;
步骤2:推求区间洪水过程;
步骤3:率定与验证模型。
2.根据权利要求1所述的无资料、多碍洪构筑物的山区性河流洪水过程模拟方法,其特征在于:步骤1中,所述山区河流一维水动力学模型构建,包括河网模块、断面模块、参数模块和边界模块四部分内容。
3.根据权利要求2所述的无资料、多碍洪构筑物的山区性河流洪水过程模拟方法,其特征在于:河网模块包括河道里程、计算范围和河道流向信息,根据防洪保护对象、水文站网的分布情况,确定模型计算范围,从防洪保护对象的上游水文站演算至下游水文站;
当防洪保护对象处于干流河道上,防洪保护区无支流入汇,则模型的上边界选在防洪保护对象的上游河段距离保护对象最近的水文站,如果上游河段干流无水文测站,亦可选为上游的某一条或若干条支流水文测站,模型的下边界选在防洪保护对象的下游河段距离保护对象最近的水文站;
当防洪保护对象处于干流河道且多条支流同时入汇防洪保护区所在的干流河段,则模型的上边界选在防洪保护对象的上游干流河段及支流距离保护对象最近的若干水文站,模型的下边界选在防洪保护对象的下游河段距离保护对象最近的水文站;
根据河道深泓线确定模拟范围内的干流及支流河道里程。
4.根据权利要求2所述的无资料、多碍洪构筑物的山区性河流洪水过程模拟方法,其特征在于:断面模块包括以下内容:
1)、收集或测量河道地形图或大断面;
2)、对于沿程有洲滩、跨河桥梁与堰坝阻水构筑物的河道,大断面的选取应考虑其对行洪的影响;在洲滩处选取的断面宜为包含整个洲滩的大断面,遇小洪水时,不被淹没的滩地按填洼处理,以减少计算误差;遇大洪水时,被淹没的滩地按实际地形处理;根据跨河桥梁的结构型式和阻水情况,建模时根据桥墩阻水情况,在模拟时将河道断面扣除桥梁的阻水面积;溢流坝、泄洪闸、船闸、非溢流坝和电站建筑物可看做为不同尺寸和高度的宽顶堰,将各枢纽就概化为由多个溢流堰组成的组合建筑物,即在相同位置处添加多个独立的溢流堰来进行模拟处理;水库通过在大坝上游断面上添加附加面积方式进行模拟,反映水位库容关系;
3)、对于无洲滩、无支流入汇、无控制站点的顺直河段,选取的断面间距可适当加大,反之需要加密;
4)、根据河道特性、支流入汇、洲滩与涉河建筑物分布和水文控制断面,合理选取大断面,保持适宜断面间距,断面确定好后根据河道深泓线量算各断面的桩号。
5.根据权利要求2所述的无资料、多碍洪构筑物的山区性河流洪水过程模拟方法,其特征在于:参数模块:河道水动力学数学模型包含的参数有河道糙率和模型计算初始水位,模型初始计算时,根据河道的特性初拟河道糙率系数,根据河道的水文资料及坡降分段给定初始水位、初始流量,或基于水动力学数学模型和上下游初设边界模拟演算河道沿程初设条件。
6.根据权利要求2所述的无资料、多碍洪构筑物的山区性河流洪水过程模拟方法,其特征在于:边界模块构建:河道水动力学数学模型的边界条件包括上边界条件、旁侧入流边界条件和下边界条件,具体包括以下内容:
1)、上...
【专利技术属性】
技术研发人员:李昌文,黄艳,
申请(专利权)人:长江勘测规划设计研究有限责任公司,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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