结合先进的计算机技术和信息技术,采用现代化的计算理论来模拟和再现城市外洪和内涝过程是当前用非工程措施预防和治理城市洪涝灾害的热点,具有良好的社会效益和经济效益。本文根据计算流体力学的基本原理,结合GIS组件技术,建立了城市洪涝模型,实现了城市洪涝过程的模拟。主要工作如下: (1)根据三级解法建立了一维河网非恒定流模型,并提出了一种新的数据结构来描述和储存河网拓扑信息,方便了GIS平台和数值计算程序的衔接,实现了三级解法程序的通用性;从河段方程组出发,根据虚设河段法推导出了内边界条件的双追赶法公式,指明了虚设河段的追赶系数和非虚设河段追赶系数的关系,从而使模型可以模拟集中旁侧入流、堰、闸、水泵等内边界对行洪过程的影响。 (2)根据简化有限体积法建立了二维漫顶非恒定流模型,提出了漫顶条件下三级解法和有限体积法耦合的计算方法,提出网格数据结构的生成算法。 (3)根据COM技术基本原理,在模型计算程序中引入GIS技术,提出相应的算法实现河网拓扑数据结构和网格数据结构的可视化、自动化读取和显示,方便了模型的应用和普及。 (4)将温州市区1999年的“9.4暴雨”作为计算实例,计算了9月3日23:00至9月6日24:00时段内的河网洪水过程及河段漫顶过程,与实测水位值的对比结果表明,本文模型具有令人满意的精度,在城市的防洪减灾中具有较高的实用价值。