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《蘇州河干流防洪水位的數(shù)值計算_徐祖信》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第34卷第2期河海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)Vol.34No.22006年3月JournalofHohaiUniversity(NaturalSciences)Mar.2006蘇州河干流防洪水位的數(shù)值計算徐祖信,盧士強,林衛(wèi)青(上海市環(huán)境科學(xué)研究院,上海200233)摘要:利用一維河網(wǎng)模型系統(tǒng)MIKE11建立蘇州河水系水文模型和河網(wǎng)水動力模型,模型率定結(jié)果表明,干流模擬水位與實測結(jié)果非常吻合,所建模型可以準(zhǔn)確反映蘇州河水系的水動力條件.考慮上游洪水位、區(qū)間暴雨和下游高潮位遭遇的不利組合,進行蘇州河干流最高防洪水位的數(shù)值計算,計算結(jié)果可為蘇
2、州河環(huán)境綜合整治二期工程)))防汛墻的改造提供科學(xué)依據(jù).關(guān)鍵詞:蘇州河;防洪水位;水文模型;水動力模型;MIKE11中圖分類號:P333.2文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1000O1980(2006)02O0148O04蘇州河是太湖與黃浦江的主要聯(lián)系水道之一,全長125km.目前該河流具有泄洪排澇、航行運輸、工業(yè)用[1]水、農(nóng)田灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖等多種水體功能;將來,蘇州河沿岸將發(fā)展商業(yè)、貿(mào)易、金融等第三產(chǎn)業(yè).從長期規(guī)[2]劃看,蘇州河的休閑和景觀功能也需要恢復(fù)和發(fā)展.蘇州河干流防汛墻是保障蘇州河兩岸及蘇州市區(qū)防汛安全的主要措施.蘇州河河口建閘
3、擋潮后,充分利用擋潮閘的功能,控制蘇州河最高水位,可以降低蘇州河兩岸防汛墻墻頂高程,擴大視野,縮小蘇州河內(nèi)河高、低水位差,改善感觀.因此,防汛墻的改造是蘇州河環(huán)境綜[3]合整治二期工程中的重要環(huán)節(jié),而蘇州河最高防洪水位的確定是防汛墻改造的前提.本文利用一維河網(wǎng)模型系統(tǒng)MIKE11建立蘇州河水系河網(wǎng)水文、水動力模型,按一定的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計暴雨及上下游邊界的不利組合,以計算蘇州河干流的最高防洪水位.1水文、水動力模型1.1水文模型NAM模型是一個集總式的概念型水文模型,是MIKE11的組成部圖1NAM模型原理Fig.1PrincipleofNA
4、Mmodel分.NAM模型將地表徑流、壤中流和基流作為4個蓄水區(qū)含水量的函[4]數(shù),通過一系列相互連接的數(shù)學(xué)表述來定量描述水文過程,見圖1.本文利用NAM模型建立全市河網(wǎng)的水文模型,集水域劃分見圖2.限于篇幅,水文模型的原理、求解、率[5]定方法和過程不再給出,部分流域的率定結(jié)果見表1.表1部分流域主要參數(shù)取值Table1Parametersofsub-catchments綜合徑流系數(shù)集水域UmaxLmaxCK1,2/hCQOF嘉寶北(北)8800.456嘉寶北(南)8700.426青松北片101000.426青松南片10800.40
5、7浦南東片151500.338圖2水文模型集水域劃分Fig.2Sub-catchmentdivisionforNAMmodel收稿日期:2004O07O09作者簡介:徐祖信(1956)),女,江西九江人,教授,博士,主要從事河流污染治理以及水環(huán)境數(shù)學(xué)模型研究.第2期徐祖信,等蘇州河干流防洪水位的數(shù)值計算1491.2水動力模型[6]一維明渠非恒定漸變流的基本方程組是圣維南方程組:5A5Q+=q5t5x2(1)5Q5Q5hQ
6、Q
7、++gA+g2=05t5xA5xCAR式中:x)))距離坐標(biāo);t)))時間坐標(biāo);A)))過水?dāng)嗝婷娣e;Q)))
8、流量;h)))水位;q)))旁側(cè)入流流量;C)))謝才系數(shù);R)))水力半徑;g)))重力加速度.利用Abbott六點隱式格式離散控制方程組(1)并進行求解.對全市河網(wǎng)尤其是蘇州河水系進行河道概化.模型共概化河道155條,閘門70余座,泵站50余座,如圖3所示.考慮到模型計算的穩(wěn)定性及模型運行時間的要求,時間步長取5min,空間步長取50~2500m.采用第3次綜合調(diào)水試驗期間的實測水位、流量資料,對所建立的河網(wǎng)水動力模型進行率定:黃圖3上海市河網(wǎng)概化浦江干流的糙率系數(shù)為01020~01028,蘇州河干流的糙率系數(shù)為Fig.3Rive
9、rnetworksforShanghai[7O8]0102~0106,其他河道糙率系數(shù)取0102~0104.限于篇幅,圖4僅給出蘇州河干流部分典型斷面的水位率定結(jié)果.圖4蘇州河干流1999年水位實測值與計算值比較Fig.4ComparisonofsimulatedwaterlevelandmeasureddataofSuzhouCreekin1999由率定結(jié)果可知,蘇州河干流的北新涇站、浙江路橋站的計算結(jié)果與實測值吻合較好,水位相對誤差基本在10%以內(nèi),平均相對誤差小于5%.2蘇州河干流防洪水位的數(shù)值計算蘇州河口吳淞路橋建閘以后,黃浦
10、江超標(biāo)準(zhǔn)高潮被擋在閘外,閘內(nèi)水位主要受吳淞江上游控制水位及干流沿線大量的城市排水泵站、支流翻水泵站的影響.上海地處太湖流域下游,是一個頻繁受熱帶風(fēng)暴影響的地區(qū).一旦風(fēng)暴潮和上游梅雨型洪水或暴雨型澇水遭遇,防汛形勢更為嚴(yán)峻
