含盐风暴潮溃堤洪水数值模拟及风险分析

徐国宾; 孟庆林; 苑希民

doi:10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.016

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含盐风暴潮溃堤洪水数值模拟及风险分析

徐国宾, 孟庆林, 苑希民

文章导航 > 水科学进展 > 2016 > 27(4): 609-616

徐国宾, 孟庆林, 苑希民. 含盐风暴潮溃堤洪水数值模拟及风险分析[J]. 水科学进展, 2016, 27(4): 609-616. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.016

引用本文:

徐国宾, 孟庆林, 苑希民. 含盐风暴潮溃堤洪水数值模拟及风险分析[J]. 水科学进展, 2016, 27(4): 609-616. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.016

XU Guobin, MENG Qinglin, YUAN Ximin. Saline storm surge levee-breach flood numerical simulation and risk analysis[J]. Advances in Water Science, 2016, 27(4): 609-616. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.016

Citation:

XU Guobin, MENG Qinglin, YUAN Ximin. Saline storm surge levee-breach flood numerical simulation and risk analysis[J]. Advances in Water Science, 2016, 27(4): 609-616. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.016

含盐风暴潮溃堤洪水数值模拟及风险分析

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.016

1.
天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室, 天津 300072;
2.
中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司, 湖南长沙 410014

基金项目: 国家自然科学基金创新研究群体项目（51321065）

详细信息

作者简介:
徐国宾(1956-),男,河北石家庄人,教授,博士研究生导师,主要从事水沙动力学研究。E-mail:xuguob@sina.com

通讯作者:
孟庆林,E-mail:mql@tju.edu.cn

中图分类号: TV122;X143

Saline storm surge levee-breach flood numerical simulation and risk analysis

1.
State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Simulation and safety, Tianjin University, Tianjin 300072, China;
2.
Powerchina Zhongnan Engineering Corporation Limited, Changsha 410014, China

Funds: The study is financially supported by the Foundation for Innovative Research Groups of the National Natural Science Foundation of China (No.51321065).

摘要: 为了研究三角洲河口风暴潮溃堤时的盐水运动规律，建立一、二维耦合的盐度数学模型对风暴潮溃堤时的盐水运动进行模拟。模型考虑洪泛区建筑物对盐水运动的影响以及溃口的渐变发展过程。用2008年多个测站的实测数据对河网模型的潮位和盐度计算结果进行了验证。将模型应用于珠江三角洲河网某近海溃口风暴潮溃堤的盐水运动模拟，并绘制了最大盐度等值面图。计算结果表明，该溃口大部分区域的溃堤积水盐度超过了4psu，因此，溃堤洪水的高盐度积水影响不容忽视。通过比较“溃堤”和“不溃堤”两种情况下的河网盐度计算结果，发现上游河道的溃堤分流增大了河道的纳潮量，促使涨潮量增大，增大了下游河网的咸潮上溯风险，减弱了上游来流对咸潮的压制效果。
- 风暴潮 /
- 盐度 /
- 一二维耦合 /
- 溃堤 /
- 珠江三角洲
Abstract: In order to study the motion law of salt water when the levees break with storm surge in the delta estuary, one-dimensional and two-dimensional coupled salinity numerical models are developed to simulate the salt water movement when the levees break with storm surge. The impact of buildings in flood plains on the salt water movement and the gradient development process of the dyke breach are considered. The water levels and salinity calculated by the river networks model are tested with the measured data of multiple survey stations in 2008. The model is applied to simulate the salt water movement of an offshore dyke on the Pearl River Delta when the levees break with storm surge, and the maximum salinity isosurface diagram is mapped. The results show that the salinity of levee-breach flood in most of the breaches is over 4psu. Therefore, the impact of the high salinity ponding of levee breaches flood cannot be ignored. By comparing the drainage salinity calculated in the cases of "levee breaches" and "non-levee breaches", it is found that the levee breaches shunt of upstream enhances the storage capacity of tidal water, increases the flood tidal volume, raises the trace-back risk of salt water intrusion of downstream river network and weakens the suppressing effect of the upstream flow on salt water intrusion.
- storm surge /
- salinity /
- 1-D and 2-D coupled /
- levee breaches /
- Pearl River Delta

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[2]	潘军宁, 辛文杰, 何杰, 王红川. 河口海岸桥隧工程设计流速推算 . 水科学进展, 2019, 30(6): 845-853. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.06.008
[3]	龚政, 黄诗涵, 徐贝贝, 朱思谕, 张岩松, 周曾. 江苏中部沿海潮滩对台风暴潮的响应 . 水科学进展, 2019, 30(2): 243-254. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.01.009
[4]	陆永军, 季荣耀, 王志力, 顾继一, 贾良文, 莫思平. 珠江三角洲网河区低水位时空变化规律 . 水科学进展, 2019, 30(6): 800-809. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.06.004
[5]	张金善, 殷成团, 张然, 熊梦婕, 王乃瑞. 中国沿海登陆热带气旋活动特征分析 . 水科学进展, 2018, 29(6): 759-767. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.001
[6]	苑希民, 田福昌, 王丽娜. 漫溃堤洪水联算全二维水动力模型及应用 . 水科学进展, 2015, 26(1): 83-90. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.01.011
[7]	姜晓明, 李丹勋, 王兴奎. 基于黎曼近似解的溃堤洪水一维-二维耦合数学模型 . 水科学进展, 2012, 23(2): 214-221. doi: CNKI: 32.1309.P.20120224.019
[8]	方立刚, 李宏丽, 陈水森. 基于反射光谱的珠江口咸潮遥感方法 . 水科学进展, 2012, 23(3): 403-408. doi: CNKI: 32.1309.P.20120501.1617.007
[9]	韩龙喜, 陆东燕, 李洪晶, 张德敏, 张芃. 高盐度湖泊艾比湖风生流三维数值模拟 . 水科学进展, 2011, 22(1): 97-103.
[10]	梁犁丽, 王芳, 汪党献, 王浩. 乌伦古湖最低生态水位及生态缺水量 . 水科学进展, 2011, 22(4): 470-478.
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含盐风暴潮溃堤洪水数值模拟及风险分析

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.016

1. 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室, 天津 300072;

2. 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司, 湖南长沙 410014

基金项目: 国家自然科学基金创新研究群体项目（51321065）

作者简介:
徐国宾(1956-),男,河北石家庄人,教授,博士研究生导师,主要从事水沙动力学研究。E-mail:xuguob@sina.com

通讯作者: 孟庆林,E-mail:mql@tju.edu.cn

收稿日期: 2015-10-15
刊出日期: 2016-07-25

中图分类号: TV122;X143

关键词:

风暴潮 /

盐度 /

一二维耦合 /

溃堤 /

珠江三角洲

摘要: 为了研究三角洲河口风暴潮溃堤时的盐水运动规律，建立一、二维耦合的盐度数学模型对风暴潮溃堤时的盐水运动进行模拟。模型考虑洪泛区建筑物对盐水运动的影响以及溃口的渐变发展过程。用2008年多个测站的实测数据对河网模型的潮位和盐度计算结果进行了验证。将模型应用于珠江三角洲河网某近海溃口风暴潮溃堤的盐水运动模拟，并绘制了最大盐度等值面图。计算结果表明，该溃口大部分区域的溃堤积水盐度超过了4psu，因此，溃堤洪水的高盐度积水影响不容忽视。通过比较“溃堤”和“不溃堤”两种情况下的河网盐度计算结果，发现上游河道的溃堤分流增大了河道的纳潮量，促使涨潮量增大，增大了下游河网的咸潮上溯风险，减弱了上游来流对咸潮的压制效果。

English Abstract

Saline storm surge levee-breach flood numerical simulation and risk analysis

1. State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Simulation and safety, Tianjin University, Tianjin 300072, China;

2. Powerchina Zhongnan Engineering Corporation Limited, Changsha 410014, China

Funds: The study is financially supported by the Foundation for Innovative Research Groups of the National Natural Science Foundation of China (No.51321065).

Received Date: 2015-10-15
Publish Date: 2016-07-25

Keywords:

Abstract: In order to study the motion law of salt water when the levees break with storm surge in the delta estuary, one-dimensional and two-dimensional coupled salinity numerical models are developed to simulate the salt water movement when the levees break with storm surge. The impact of buildings in flood plains on the salt water movement and the gradient development process of the dyke breach are considered. The water levels and salinity calculated by the river networks model are tested with the measured data of multiple survey stations in 2008. The model is applied to simulate the salt water movement of an offshore dyke on the Pearl River Delta when the levees break with storm surge, and the maximum salinity isosurface diagram is mapped. The results show that the salinity of levee-breach flood in most of the breaches is over 4psu. Therefore, the impact of the high salinity ponding of levee breaches flood cannot be ignored. By comparing the drainage salinity calculated in the cases of "levee breaches" and "non-levee breaches", it is found that the levee breaches shunt of upstream enhances the storage capacity of tidal water, increases the flood tidal volume, raises the trace-back risk of salt water intrusion of downstream river network and weakens the suppressing effect of the upstream flow on salt water intrusion.

徐国宾, 孟庆林, 苑希民. 含盐风暴潮溃堤洪水数值模拟及风险分析[J]. 水科学进展, 2016, 27(4): 609-616. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.016

引用本文:

徐国宾, 孟庆林, 苑希民. 含盐风暴潮溃堤洪水数值模拟及风险分析[J]. 水科学进展, 2016, 27(4): 609-616. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.016

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doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.016

作者简介: 徐国宾(1956-),男,河北石家庄人,教授,博士研究生导师,主要从事水沙动力学研究。E-mail:xuguob@sina.com

通讯作者: 孟庆林,E-mail:mql@tju.edu.cn

Saline storm surge levee-breach flood numerical simulation and risk analysis

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含盐风暴潮溃堤洪水数值模拟及风险分析

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.016

1. 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室, 天津 300072; 2. 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司, 湖南 长沙 410014

作者简介: 徐国宾(1956-),男,河北石家庄人,教授,博士研究生导师,主要从事水沙动力学研究。E-mail:xuguob@sina.com

通讯作者: 孟庆林,E-mail:mql@tju.edu.cn

English Abstract

Saline storm surge levee-breach flood numerical simulation and risk analysis

1. State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Simulation and safety, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 2. Powerchina Zhongnan Engineering Corporation Limited, Changsha 410014, China

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作者简介:
徐国宾(1956-),男,河北石家庄人,教授,博士研究生导师,主要从事水沙动力学研究。E-mail:xuguob@sina.com

通讯作者:
孟庆林,E-mail:mql@tju.edu.cn

1. 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室, 天津 300072;

2. 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司, 湖南长沙 410014

作者简介:
徐国宾(1956-),男,河北石家庄人,教授,博士研究生导师,主要从事水沙动力学研究。E-mail:xuguob@sina.com

1. State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Simulation and safety, Tianjin University, Tianjin 300072, China;

2. Powerchina Zhongnan Engineering Corporation Limited, Changsha 410014, China