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风暴潮是由于强烈的气象扰动,如强风和气压骤降导致海水异常升降,使受其影响的海区潮位大大地超过平常潮位的自然现象,动力学上是天文潮和气象强迫力共同作用下的海水运动。根据诱发风暴潮的天气系统特征,通常将风暴潮分为台风风暴潮和温带风暴潮两大类。我国是西北太平洋沿岸国家中风暴潮灾害发生次数最多、损失最严重的国家。自新中国成立以来,几乎每年都有不同程度的风暴潮灾害发生。
海堤是防御风暴潮水和波浪对防护区的危害而修筑的堤防工程,对保障沿海地区生命财产安全和社会经济持续发展有重要作用。然而海堤容易受台风暴潮侵袭、海水冲刷、海平面上升、地基沉降等影响以及工程本身施工质量或年久失修等问题,时常会发生溃决事故。海堤溃决后导致洪水成灾,造成巨大的人员伤亡、财产损失和生态环境破坏。因此,研究海塘溃堤洪水计算,对提高沿海地区防灾能力、减少风暴潮灾害损失具有重要意义。
现有的溃坝研究大多针对河流、水库的堤坝溃决,而对台风暴潮作用下海堤溃决洪水灾害问题研究甚少。本论文对历史风暴潮灾情和防洪安全致灾因子进行了分析,选择风暴潮增水为洪水来源;在对上海海堤现状进行调查的基础上选择长江深水航道整治基地为溃口模拟位置,以外高桥地区为研究区域。利用MIKE11模型模拟计算溃口位置处水位和流量过程,真实有效的模拟了实际溃堤后洪水在溃口处的水位和流量过程。最后利用MIKE21软件在上海典型区域构建二维水动力模型,对海堤溃决洪水进行了数值计算,用水力学方法展开对溃堤洪水的风险分析。依据海塘的设计标准和超标准两种情况设计方案,计算了90m和180m两种溃口宽度下分别在100年一遇风暴潮、200年一遇风暴潮、500年一遇风暴潮和1000年一遇风暴潮条件下溃堤洪水的演进过程,获得了不同方案下研究区内淹没范围、淹没深度的变化过程及淹没历时,分析了不同溃口宽度和不同频率风暴潮情况下的溃堤洪水对研究区域的影响。研究成果旨在为上海地区洪水预防和控制提供参考建议,为降低海堤溃决风险及应急预案处置提供理论和技术支撑。最后在对溃决洪水进行分析的基础上,提出了降低海堤溃决风险的对策。
海堤是防御风暴潮水和波浪对防护区的危害而修筑的堤防工程,对保障沿海地区生命财产安全和社会经济持续发展有重要作用。然而海堤容易受台风暴潮侵袭、海水冲刷、海平面上升、地基沉降等影响以及工程本身施工质量或年久失修等问题,时常会发生溃决事故。海堤溃决后导致洪水成灾,造成巨大的人员伤亡、财产损失和生态环境破坏。因此,研究海塘溃堤洪水计算,对提高沿海地区防灾能力、减少风暴潮灾害损失具有重要意义。
现有的溃坝研究大多针对河流、水库的堤坝溃决,而对台风暴潮作用下海堤溃决洪水灾害问题研究甚少。本论文对历史风暴潮灾情和防洪安全致灾因子进行了分析,选择风暴潮增水为洪水来源;在对上海海堤现状进行调查的基础上选择长江深水航道整治基地为溃口模拟位置,以外高桥地区为研究区域。利用MIKE11模型模拟计算溃口位置处水位和流量过程,真实有效的模拟了实际溃堤后洪水在溃口处的水位和流量过程。最后利用MIKE21软件在上海典型区域构建二维水动力模型,对海堤溃决洪水进行了数值计算,用水力学方法展开对溃堤洪水的风险分析。依据海塘的设计标准和超标准两种情况设计方案,计算了90m和180m两种溃口宽度下分别在100年一遇风暴潮、200年一遇风暴潮、500年一遇风暴潮和1000年一遇风暴潮条件下溃堤洪水的演进过程,获得了不同方案下研究区内淹没范围、淹没深度的变化过程及淹没历时,分析了不同溃口宽度和不同频率风暴潮情况下的溃堤洪水对研究区域的影响。研究成果旨在为上海地区洪水预防和控制提供参考建议,为降低海堤溃决风险及应急预案处置提供理论和技术支撑。最后在对溃决洪水进行分析的基础上,提出了降低海堤溃决风险的对策。