黄河下游水沙演进与洪水风险评估耦合模型

作     者：夏军强 程亦菲 周美蓉 鲁俊 陈翠霞 XIA Junqiang;CHENG Yifei;ZHOU Meirong;LU Jun;CHEN Cuixia

作者机构：武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室湖北武汉430072 黄河勘测规划设计研究院有限公司河南郑州450003 

基　　金：国家自然科学基金项目(编号:U2243238 U2240206 51725902) 

出 版 物：《武汉大学学报（工学版）》 (Engineering Journal of Wuhan University)

年 卷 期：2023年第56卷第12期

页      码：1445-1457页

摘      要：黄河泥沙主要来源于中游,而水沙灾害在下游最为严重,导致黄河下游河道治理与滩区发展矛盾十分突出。为此,构建了黄河下游水沙演进与洪水风险评估的耦合模型,包括长河段水沙演进的一维模型与局部河段二维水沙演进及洪水风险评估模型。对一维模型,嵌入改进后的动床阻力与水流挟沙力计算公式;对二维模型,采用无结构三角网格,能精确反映主槽及滩区的不规则边界,同时采用有限体积法求解水沙耦合控制方程,并嵌入滩区洪水风险评估模块。采用2017年低含沙洪水过程与2004年高含沙洪水过程分别对不同模块进行了验证。最后采用该耦合模型计算了1958型极端洪水过程中长河段及重点河段的水沙输移过程,并开展了不同治理模式下的滩区洪水风险评估。计算结果表明:1)在当前黄河下游河床边界条件下,洪峰沿程衰减较快。其中夹河滩至高村河段几乎全部漫滩,漫滩历时较长,平均为140 h,漫溢系数平均为1.5,是下游漫滩最严重的河段;2)在现状边界条件下,群众及农作物等受淹对象处于高风险区(风险等级大于0.85)的面积均最大。在防护堤模式下,群众处于高风险区的面积很小,占比仅为23%,但农作物处于高风险的面积较大。在三滩分治模式下,房屋及农作物处于高风险区面积均最小,高滩上仅7.3 km2区域中的人群将处于高洪水风险中。

主 题 词：水沙演进 风险评估 耦合模型 极端洪水 滩区治理 黄河下游 

学科分类：08[工学] 081502[081502] 0815[工学-矿业类] 

核心收录：

D　O　I：10.14188/j.1671-8844.2023-12-003

馆 藏 号：203124526...