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黑河金盆水库下游洪水模拟研究

作　者: 陈建峰
导　师: 王颖；周孝德
学　校: 西安理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 黑河洪水演进 HEC—RAS ArcView GIS HEC—GeoRAS 数字地形模型
分类号: TV87
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 404次
引　用: 6次
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内容摘要

洪水灾害是最严重、最频繁的自然灾害之一，严重威胁着人民生命财产的安全，影响着国民经济建设。黑河金盆水利枢纽工程是西安市金盆引水工程的主要水源工程，是一项以城市供水为主，兼顾灌溉，结合发电、防洪等综合利用的大型水利工程。金盆水库下游有众多人口、工厂和农业生产设施，一旦发生稀遇洪水，将对下游构成极大的洪灾威胁。本文应用HEC-RAS模型、ArcView GIS和HEC-GeoRAS，模拟了黑河金盆水库的设计洪水(P=1％)和校核洪水(P=0.5％)经水库调节后，在水库下游河道和下游区域的演进情况。本文大致可分为四部分：一、主要总结了洪水演进模拟的几种常用方法。重点对水文学方法和水力学方法进行了介绍，阐明了水文学方法的原理和特点，详细介绍了水力学方法中零维模型、一维模型、二维模型的主要方程和数值求解过程。另外，还介绍了相关模拟软件的特点，如：Delft3D、MIKE系列、SMS、HEC-RAS等。二、介绍了HEC系列模型的原理和功能。三、对黑河金盆水库的设计洪水和校核洪水进行了调洪演算。应用HEC-RAS模型对设计洪水进行了模拟，得到的主要结果有：(1)模拟时段内，各断面的水面线最大高程；(2)河道内水面线最大高程沿程分布情况；(3)河道内洪水最大流速沿程分布情况；(4)模拟时段内，河道上断面(22号)和下断面(0号)的水位～流量～时间关系；(5)各断面的主要水力特性。然后，应用HEC-RAS模型、ArcView GIS3.2(耦合HEC-GeoRAS)在数字地形模型的基础上对校核洪水进行了模拟，得到的主要结果有：(1)黑河研究区域的数字地形模型(DTM)；(2)模拟时段内，各断面的水面线最大高程；(3)研究区内水面线最大高程沿程分布情况；(4)研究区内洪水最大流速沿程分布情况；(5)各断面水面线高程～流量关系；(6)模拟时段内，研究区上断面(0号)和下断面(10号)的水位～流量～时间关系；(7)各断面的主要水力特性；(8)模拟时段内，洪水的最大淹没范围和主要时刻的洪水淹没范围结果显示图。四、对本文的工作进行了总结和展望，同时对HEC-RAS模型提出了改进建议。通过本文的工作，表明洪水模拟结果合理，可为防洪预警、制定人员撤离方案、灾害评估等提供参考。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 黑河金盆水库下游洪水研究的必要性  8-9
  1.2 国内外洪水演进研究情况  9-10
  1.3 课题研究的主要内容和方法  10-12
2 洪水演进模拟研究的方法  12-22
  2.1 水文学方法  13-14
  2.2 水力学方法  14-19
    2.2.1 零维水流模拟模型  14-15
    2.2.2 一维水流模拟模型  15-17
    2.2.3 二维水流模拟模型  17-19
  2.3 其它方法  19-22
    2.3.1 Delft3D  19-20
    2.3.2 MIKE系列  20
    2.3.3 SMS  20-22
3 HEC-RAS模型  22-32
  3.1 HEC系列模型介绍  22-26
  3.2 HEC-RAS模型原理和特点  26-29
    3.2.1 HEC-RAS模型原理  26
    3.2.2 用户界面  26-27
    3.2.3 水力分析构成要素  27-29
  3.3 模型基础资料  29-32
4 黑河金盆水库下游洪水演进模拟  32-88
  4.1 黑河流域自然概况  32-33
  4.2 金盆水利工程概况  33-35
  4.3 模拟条件和研究方法  35-39
  4.4 水库调度  39-48
    4.4.1 设计洪水调度  42-45
    4.4.2 校核洪水调度  45-48
  4.5 洪水模拟分析  48-88
    4.5.1 设计洪水(P=1%)模拟  48-66
    4.5.2 校核洪水(P=0.05%)模拟  66-88
5 结论与讨论  88-92
  5.1 结论与总结  88-89
  5.2 讨论与展望  89-92
致谢  92-94
参考文献  94-98
在校学习期间发表的论文  98

黑河金盆水库下游洪水模拟研究

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