【摘 要】
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为支持城市洪涝灾情防御管理工作,针对我国洪涝水文建模数据匮乏、平台交互性低、模型计算效率低的问题,本研究采用数据统计与分析、空域水文分析、地表水量扩散计算等方法,借助地理信息系统（Geographic Information System,GIS）、暴雨洪水管理模型（Storm Water Management Model,SWMM）以及数学编译软件MATLAB平台,构建洪涝水动力扩散耦合模型。首
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为支持城市洪涝灾情防御管理工作,针对我国洪涝水文建模数据匮乏、平台交互性低、模型计算效率低的问题,本研究采用数据统计与分析、空域水文分析、地表水量扩散计算等方法,借助地理信息系统（Geographic Information System,GIS）、暴雨洪水管理模型（Storm Water Management Model,SWMM）以及数学编译软件MATLAB平台,构建洪涝水动力扩散耦合模型。首先,采用GIS构建分割及表征模型,研究区域经过初步分割和精细化分割后,得到小型洪涝冲击区,并对冲击区进行水文条件、空间地理信息表征。第二,基于SWMM搭建一维地下管网模型,获得不同重现期下的管网节点溢流体积,作为地表洪涝淹没水量的输入条件。第三,采用冲击区-节点耦合方式,分析地表洪涝淹没传输机理,建立类二维洪涝水动力扩散模型。最终,通过洪涝反演计算与GIS展示,得到二维洪涝淹没地图,评估其洪涝淹没范围和淹没深度。结果显示,在GIS分割及表征模型中,经过精细化分割后,能够得到面积分布合理、数目适合的最终洪涝冲击区,影响分割结果的重要因素是汇流累积量阈值和面积阈值;需对每一个冲击区单独表征,达到精细化要求,提高洪涝预测准确度。本研究得到不同重现期下的二维淹没地图,分别与一维-二维模型的预测结果比较,水动力扩散耦合模型在较大重现期下洪涝淹没范围拟合程度更好,在较小重现期下洪涝淹没深度预测性能更佳。本研究对洪涝风险评估具有科学意义,研究成果可用于高重现期下的洪涝淹没分析,考量了地表空域精细化建模对地表洪涝形成的影响作用,提高洪涝预报的准确度,优化地表洪涝扩散计算过程,提高模型的计算速度,为构建地表-地下耦合水动力计算模型提供思路,为城市洪涝防治研究提供有力支撑。
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