洪水造成的社会经济损失与日俱增，数值模拟作为洪水预测与防治的重要手段能准确识别洪水淹没风险，评估冲击作用下建筑物的防洪安全，并提前制定应对方案以减轻洪涝危害。本文围绕洪水演进精细化数值模拟，分别开展大坝泄洪过程、城市洪水演进、洪水冲击致建筑物变形数值模拟，旨在构建三维高精度洪水演进数值模拟研究框架，高精度展现洪水对水工建筑物、城市环境及建筑物/群的影响，具体研究内容及成果如下：
　　(1)大坝泄洪过程三维数值模拟及水力特征分析
　　融合多源信息(数字高程模型、测量控制网)构建了数字大坝模型，在此基础上，结合三维水动力模型开展大坝泄洪及洪水演进数值模拟。设置设计洪水位和汛限水位等工况模拟大坝泄洪过程，通过流场空间分布评估大坝运行调度的有效性及安全性。结果表明：大坝高水位运行最大泄洪流量为13800m3/s，水跃长度可达110m，下游河床射流入射点最大压强为500kPa。在设计洪水位条件下，下游建筑物最大淹没面积可达203m2，最高水位淹没房屋1m左右。大坝泄洪数值模拟综合考虑大坝泄流能力、压强分布、消能工布置和消能效率以及下游洪水演进状况，全面、细致的评估大坝运行工况，为优化大坝运行调度管理提供可视化参考。
　　(2)基于倾斜影像建模的沿海城市风暴潮洪水演进三维数值模拟
　　利用无人机搭载多视影像数据采集系统获取研究区域1832m2范围内影像数据，采用自动化建模流程构建包含所有地物地貌特征的数字城市模型，在此基础上开展三维城市洪水演进数值模拟，评估100年一遇风暴潮对沿海城市造成的淹没影响。结果表明，海岸堤防的存在能够极大程度保护城市安全，洪水淹没集中在沿岸200m范围内，16.9%的研究区域淹没水深达0.2m以上，给区域内400人的正常生产生活造成严重影响。融合倾斜影像、建筑信息模型、地理信息系统等技术构建的包含建筑内部构造的数字城市模型为洪水精细化数值模拟提供数据支撑，能高精度地展示灾害风险的空间分布和动态变化，提升洪水风险分析的科学性。
　　(3)洪水冲击作用对建筑物/群的防洪安全分析
　　构建溃坝洪水冲击建筑物的数值模拟，采用欧拉两相流模型和光滑粒子动力学方法求解洪水运动，应用流固耦合辅以模型试验评估溃坝水流冲击作用下建筑物/群的受力及变形特征。研究表明，洪水冲击作用下，迎流面最大冲击压力为1800N，单体建筑物门、窗等位置处变形明显，最大形变量可达600μm，致使两侧山墙、屋顶随之变形，最终导致结构失稳破坏。同时，建筑群的排列方式对洪水的阻滞效应不同，沿流向对齐布置的后排建筑物仍需承受20%洪水冲击，交错布置的前排建筑物承担90%的高速水流冲击作用。采用三维流固耦合数值模拟与模型试验相结合的方法，研究溃坝水流作用下建筑物的变形失稳特征，以材料失效准则评判结构破坏，识别建筑物薄弱位置，为建筑物/群优化设计提供依据。