太浦閘洪?風險圖編制中潰閘洪?計算分析
萬?數據
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第２期匡翠萍，等：太浦閘洪?風險圖編制中潰閘洪?計算分析
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式中：｝為參考?平?上的?位；ｄ為參考?平?下的?深；Ｈ＝｝＋ｄ為總?深；釓，?分別代表亭和叩?向的平均流速；ＩＤ為?的密度；Ｐｅ，Ｐ，分別為亭和７?向壓?梯度；?為柯??系數；ｎ為曼寧系數．２．２求解?法
Ｄｅｌｆｔ３Ｄ—Ｆｌｏｗ是?種采?交錯?格、基于有限差分法的數學模型，上風格式和中?差分格式分別?來離散對流項和擴散項，源匯項顯式處理，離散的差分?程通過交替?向隱式法（ＡＤＩ）求解．
２．３邊界條件及計算參數
模型計算范圍北邊以滬寧鐵路為邊界，東邊和南邊以滬杭鐵路為邊界，西?東太湖沿岸，采??均勻的曲線正交?格，?格單元的邊界主要沿著鐵路及環湖?堤布設，邊界上均采??由滑移邊界，計算區域內部的湖泊和?速公路均采?不過?處理．?格單元平均尺?為５００ｍ×５００ｍ，根據Ｄｅｌｆｔ３Ｄ對穩定性的要求（Ｃｏｕｒａｎｔ數?于１０），取時間步長３ｍｉｎ，可得Ｃｏｕｒａｎｔ數為１．２，滿?穩定性要求和洪?演進的精度．糙率參照《洪?風險圖編制導則（試?）》Ｄ３］中推薦的數據，見表２．
?流邊界條件采?由?維??學模型計算的太浦閘潰決、太浦河堤防的３個險?段（太浦河平望段、汾湖段以及太浦河與泖河交接段）同時潰堤的流量過程．
表２不同下墊?對應的糙率
Ｔｌ?．２Ｍａｎｎｉｎｇ’ｓｃｏｅｆｆｉｅｉｅｎｔｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
村莊樹叢旱???道路空地河道７．０６．５６．０５．０３．５３．５１．５
３計算結果
通過?維?動?模型計算得太浦閘潰閘、３處易潰地點同時潰堤的流量過程作為?維?動?模型的邊界條件，模擬太浦閘潰決后１２０ｈ內（可分為極速達區、速達區、次速達區、次緩達區、緩達Ｎ）Ｅ１６３洪?在河道外的淹沒過程，并每３ｈ儲存?次數據，可以為洪?風險分析在整個時段的洪?演進情況提供數據．模擬最長時刻時的結果和分析見圖３，淹沒?積和受災損失見表３．可見上游潰堤造成的危害?于下游，太浦河與泖河交接段處，由于北岸的地勢?于南岸，因此南岸發?潰堤之后造成的危害?于北岸．汾湖段潰?寬度?，此處潰堤之后出流的洪?量亦?．
圖３太浦閘潰決淹沒范圍及?深分布
Ｆｉｇ．３Ｉｎｕｎｄａｔｅｄａｒｅａａｎｄｗａｔｅｒｄｅｐｔｈ
ａｆｔｅｒＴａｉｐｕｇａｔｅｂｒｅａｃｈ
表３資產損失
Ｔａｂ．３Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆｆｉｎａｎｃｉａｌｌｏｓｔ
以汾湖段潰堤為例作詳細分析，計算結果見圖４～７．洪?潰堤后經過１２０ｈ的演進，淹沒范圍達到２８４ｋｍ２，?深０．５ｍ以上區域占到總淹沒?積９０％以上（圖４）．洪?邊緣西邊抵達京杭運河，受到其河堤的阻滯，東南?向則不斷蔓
延．圖５為洪?流場圖，可以看出決堤處流速相對較?，在傳播過程中逐漸減?，但在洪?到達的地?流速略?．圖６更加直觀地顯?了演進過程中每?天的洪?淹沒范圍，其中的字母分別表?受洪?影響的各鄉鎮中?，Ａ為黎?鎮，Ｂ為蘆墟鎮，Ｃ為陶莊鎮，Ｄ為油車港鎮，Ｅ為天凝鎮，Ｆ為洪溪鎮．圖７顯?了各觀測點的洪??深過程線．經過分析可以清晰地得出：蘆墟和陶莊第ｌｄ即受到洪?影響，洪?第２ｄ到達黎?，第４ｄ到達天凝、洪溪，第５
ｄ到達油車港，淹沒?深均達
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同濟?學學報（?然科學版）第３９卷到了０．６５ｍ左右．
圖４汾湖段決堤淹沒?深
Ｆｉｇ．４Ｗａｔｅｒ
ｄｅｐｔｈｏｆｆｌｏｏｄｂｙＦｅｎｈｕｓｅｃｔｉｏｎｂｒｅａｃｈ
圖５汾湖段決堤流場分布
Ｆｉｇ．５ＶｅｌｏｃｉｔｙｖｅｃｔｏｒｏｆｆｌｏｏｄｂｙＦｅｎｈｕｓｅｃｔｉｏｎｂｒｅａｃｈ根據上述分析，筆者建?的洪?風險信息管理系統可以?于指導建?搶險救災物資存放地點和規避區域以防范于未然，在洪災發?時可以指導制定搶險和規避路線，并預測洪澇所造成的財產損失．
４結論
洪?預報計算分析是?項以較?的代價達到減免災害的??程措施．筆者以?利部太湖洪?風險圖試點編制項?為背景，以太湖流域的??泄洪通道太浦河為研究對象，河道內外分別采??維和?維?動?數學模型計算，并通過堰流公式將?者耦合進?太浦閘洪?計算分析，得出以下結論：
圖６汾湖段決堤洪?到達時間
Ｆｉｇ．６Ｆｌｏｏｄｒｅａｃｈｉｎｇ
ｔｉｍｅａｆｔｅｒＦｅｎｈｕｓｅｃｔｉｏｎｂｒｅａｃｈ
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圖７決堤后各點?位過程線
Ｆｉｇ．７Ｔｉｍｅｓｅｒｉｅｓｏｆｗａｔｅｒｄｅｐｔｈａｔｓｅｌｅｃｔｅｄ
ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｐｏｉｎｔｓａｆｔｅｒＴａｉｐｕｂｒｅａｃｈ（１）由?量平衡原理通過概化模型計算處理太湖與太浦河之間的?量關系，動態計算太浦閘潰決流量過程．
（２）通過動態處理河道上閘門潰決使之成為模型的內部邊界條件，?維?動?模型能適?于模擬河道內的洪?演進過程，并通過堰流公式為河道外?維?動?模型提供潰堤流量邊界條件．
（３）筆者成功地將Ｄｅｌｆｔ３Ｄ—Ｆｌｏｗ應?到相當于初始條件為于河床的洪泛區洪?演進模擬中，其?濕動邊界處理技術能有效?準確地模擬洪泛區的?濕演變過程．針對洪泛區內不同下墊?設置不同糙率，計算結果?較合理，與以往潰堤淹沒區調查情
況較為?致．萬?數據
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太浦閘洪?風險圖編制中潰閘洪?計算分析
作者：匡翠萍，陳思宇，劉曙光，王煒， KUANG Cuiping， CHEN Siyu， LIU Shuguang，WANG Wei
作者單位：同濟?學,???程學院?利?程系，上海,200092
刊名：
同濟?學學報（?然科學版）
英?刊名：JOURNAL OF TONGJI UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE)
年，卷(期)：2011,39(2)
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引?本?格式：匡翠萍.陳思宇.劉曙光.王煒.KUANG Cuiping.CHEN Siyu.LIU Shuguang.WANG Wei太浦閘洪?風險圖編制中潰閘洪?計算分析[期刊論?]-同濟?學學報（?然科學版） 2011(2)
