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天津大学硕士学位论文
蓄滞洪区洪水演进、撤退路线
数学模型的研究与应用
Research and Application of a Mathematical
Model of Flood Routing and Retreat Route
学科专业：水利工程 研 究 生：管永宽 指导教师：李大鸣 教授
天津大学建筑工程学院 二零一一年十二月
独创性声明
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摘 要
滞洪区的调度是洪水管理的一个重要组成部分，合理有效地运用滞洪区是减少洪灾损失和保护人民生命安全的关键。本文对恩县洼滞洪区在自然滞洪和分区滞洪两种方案下的洪水演进过程进行了数值模拟，推求出两种滞洪方案下的洪水水位、淹没面积、蓄水量；在此基础上，采用蒲田站法预报了在滞洪区内建立德商公路后，区内公路主线和支线在风力作用下的波浪壅高，为滞洪区分洪调度提供依据。本文同时对滞洪区内居民的转移路线进行了研究，提出了启用滞洪区前区内人民生命与财产安全转移的最佳路线，并对其原理、实现途径及具体应用进行了研究。
本文主要内容如下：
1、基于二维非恒定流基本方程，通过有限体积网格法对区域进行网格划分，建立洪水演进数学模型。采用高性能的通量格式提高计算精度，如FCT格式、通量分列格式、TVD格式和黎曼解格式。考虑到本滞洪区的地形地貌以及区域内公路、铁路、防洪堤等建筑物区等概况，将本区域内的不同单元通道概化为河道型通道、地面通道型、连续堤（或缺口堤）和特殊通道四种类型进行处理，并给所有的通道附加特征信息，根据相应的离散方程计算通道水位和流量。
2、利用Fortran语言编制计算程序，采用1963年型洪水流量过程与1954年和1955年蓄水水位、淹没面积和蓄水量比较调试模型参数，模拟结果与历史实测资料比较，两者吻合较好，表明本模型模拟结果比较合理。
3、利用模型模拟求解德商公路建成后，恩县洼滞洪区在自然滞洪和分区滞洪情况下洪水水位、淹没面积和蓄水量三项指标，通过与历史实测值比较可知公路修建对滞洪区蓄洪无明显影响。模型同时考虑了风波条件对公路的影响，计算了公路上选定特征点上的波浪壅高，结果表明波浪计算值较高，可能对公路运行造成影响，因此在工程设计时需要考虑风波因素。
4、为了在最短时间内安全疏散滞洪区内居民，本文采用最优路径法对滞洪区内避险路径进行规划。本方法为滞洪区内人员撤退路线规划提供思