考虑下渗的河道与蓄滞洪区洪水演进过程模拟

基于霍顿(Horton)下渗和有限体积法,建立了考虑动态下渗的一二维耦合水动力学模型,并选择海河流域漳卫河系与大名泛区联合防洪体系作为典型应用区域,利用典型场次洪水对河道模型进行了率定和验证,同时探讨了下渗对于河道行洪、蓄滞洪区分洪以及洪水演进过程的影响。结果表明:考虑动态下渗的河道模型具有较高模拟精度,3场典型洪水洪峰误差都在10%以内;河道下渗会明显推迟蓄滞洪区的启用时间,并减小分洪流量和洪水总量;蓄滞洪区下渗对分洪过程影响较小,但会加快蓄滞洪区的退水速度。     

蓄滞洪区设立对汾河下游防洪的影响

通过对汾河下游洪水特性和流域防洪状况的分析,针对汾河下游的河道特点、流域防洪状况,基于水流的连续方程和运动方程,建立了河道一维洪水演进模型,并合理规划蓄滞洪区。利用建立的模型对汾河新绛县南梁桥—河津水文站河段进行了数值模拟。结果表明:模型计算流量与实测流量吻合较好;通过设定的蓄滞洪区分洪后,水位降幅明显,可减轻流域内防洪重点地区新绛、稷山、河津的防洪压力。     

基于一二维耦合的共渠西蓄滞洪区洪水演进模拟

蓄滞洪区的洪水演进涉及到河道和蓄滞洪区内部的洪水计算,河道和蓄滞洪区地形条件和水流流态差异较大,单独采用一维或二维水力学模型均难以计算。文章通过分析共渠西蓄滞洪区的入流洪水、边界、调度运用等条件,在实测区域地形和河道断面的基础上,采用一维和二维水力学模型,分别模拟了河道和蓄滞洪区的洪水演进过程,并进行耦合,提出不同方案的洪水演进淹没成果,对蓄滞洪区安全建设规划及防洪评价具有一定的参考价值。     

提高东苕溪防洪能力及河道治理分析研究

浙江省东苕溪原有河道因局部狭窄和桥梁阻水原因排洪不畅,后来对河道进行了拓宽.采用一维河道演进模型和二维蓄滞洪区基于不规则网格的水动力学模型,通过自主研发的全新连接方法组合搭建的流域模型,对东苕溪进行拓宽改造后的流域防洪能力标准进行计算模拟评估.通过对20年一遇、50年一遇、100年一遇设计洪水下拓宽后河道与蓄滞洪区的联合计算可知,经过河道整治后的防洪标准相对于原有防洪规划有了较大提升.     

基于数字流域系统的漳卫河系洪水演进模型建立

以海河流域漳卫河系为研究对象,采用数字流域系统应用开发软件水动力学模型对洪水演进过程进行了零维、一维、二维耦合模拟计算,模拟了漳卫河系发生50年一遇洪水时主要河道以及蓄滞洪区分洪后各控制断面(点)洪水演进情况,输出洪水要素、河道水面线、控制站水位(流量)过程、蓄滞洪区控制点水位、蓄滞洪区最大入流、出流等结果,为漳卫河系防洪调度提供技术支撑。     

恩县洼蓄滞洪区洪水演进数值模拟

为研究恩县洼蓄滞洪区洪水演进过程,采用EFDC模型根据蓄滞洪区内不同地形条件对该区域进行二维数值模拟计算。在模拟时采取了两种不同方案进行对比模拟,通过对方案模拟结果比较分析,表明蓄滞洪区出流量大小对洪水演进影响很大,同时也表明EFDC模型模拟二维洪水演进效果较好,可为蓄滞洪区防洪减灾等提供技术支持和研究方法。     

基于二维网格边元设置河道方法的蓄滞洪区洪水演进分析

大型蓄滞洪区洪水数值模拟往往涉及众多中小河道,需要构建一二维耦合水动力学模型。针对传统一二维耦合方式建模及计算效率低的问题,本文基于二维网格边元设置河道的方法构建了一二维耦合模型;并选择海河流域大陆泽、宁晋泊蓄滞洪区为典型应用区域,对该方法进行了应用检验;同时根据构建好的模型分析了下渗对于蓄滞洪区洪水演进的影响。研究结果表明下渗会显著减小蓄滞洪区洪峰水位,缩短淹没时间,在蓄滞洪区实际调度使用中应该考虑下渗的影响;模型的成功应用表明基于边元设置河道的耦合方式可以有效地计算蓄滞洪区中小河道与地面水流的交互过程,模型具有较好的应用推广价值。     

二维水动力学模型在蓄滞洪区洪水演进模拟分析中的应用

在黄墩湖滞洪区建立二维浅水流洪水演进模拟模型,采用基于有限体积法的数值求解,了解蓄滞洪区洪水波运动传播特性,有效捕捉洪水间断波。模拟不同组合分流方式下洪水演进过程,水量是守恒的,统计洪水淹没历时、淹没范围、淹没水深等致灾参数均比较合理,对蓄滞洪区的科学运用和防洪减灾具有指导意义。     

青龙湾减河、潮白新河20年一遇洪水遭遇分析研究

青龙湾减河、潮白新河是天津市北部地区的重要行洪河道,是天津市北部地区的重要防洪屏障,大黄堡洼是分泄青龙湾减河洪水的蓄滞洪区,黄庄洼是分泄潮白新河洪水的蓄滞洪区。以青龙湾减河、潮白新河和大黄堡洼、黄庄洼蓄滞洪区为研究对象,开展2条河道20年一遏洪水遭遇分析,研究2条河道堤防影响和蓄滞洪区洪水演进过程,为该地区的防洪决策提供支撑,尽力减轻洪涝灾害损失。     

基于Mike模型的月亮泡蓄滞洪区洪水演算模拟

本文以月亮泡蓄滞洪区为研究对象,采用一维、二维水力学模型耦合演算方式模拟洪水演进情况。由于洪水演进过程分为河道和蓄滞洪区两部分,计算过程非常复杂,为了提高计算效率并且保证计算结果的准确性,采用DHI公司开发的MIKE软件进行模型演算。利用2013年实测资料对模型参数进行率定后,最大水位误差绝对值≤0.2m,最大流量相对误差≤10%,说明模型具有较高的精度,研究成果可为月亮泡蓄滞洪区防洪减灾提供技术支撑。     

基于三维洪水演进模拟的洪水溃堤保险定价应用研究

洪水保险是防洪减灾的一项重要非工程措施,保险费率厘定是洪水保险需要解决的关键问题。通过建立耦合VOF法与k-ε紊流模型的三维洪水演进数学模型,对溃堤洪水演进过程进行了数值模拟。在此基础上可以得到溃堤洪水引起的经济损失,与通过CAPM模型得出的风险附加费率,最终确定洪水总保险费率。将该方法应用于某堤坝工程,进行了不同溃堤情况下的洪水保险费的计算,验证了其实用性,旨在为我国溃堤洪水保险定价提出一种新的研究思路。     

一维洪水数值模拟技术在流域防洪规划中的应用

南美洲厄瓜多尔境内的Guayas河流域中下游社会经济发达,但洪水问题突出,是该国流域综合规划的防洪重点地区。通过综合规划论证,拟兴建由堤防、水库、蓄滞洪区、分洪道和挡潮闸组成的防洪工程体系。基于MIKE11软件平台构建了Guayas河流域中下游河网洪水一维数值模型,对平原感潮河网的洪水演进规律和规划的防洪工程体系联合运用进行了模拟计算。在模拟中,通过合理概化河网、优化河道断面布置,以及采用堰闸过流公式代替圣维南方程作为堰闸工程所在断面的水流运动方程,有效避免数值振荡问题。在模拟结果的基础上拟定了洪水安排方案和防洪工程规模。     

土石围堰溃堰洪水三维动态风险分析系统建模研究

基于三维动态可视化仿真技术，耦合土石溃堰洪水数值模拟和溃堰动态仿真模型，建立施工洪水演进水力要素、洪水演进过程和河槽空间位置等信息耦合的土石溃堰洪水演进动态仿真架构，在三维可视化信息平台的基础上，将数值模拟数据及三维动态仿真数据与相应的图元对象建立映射关联，通过动态更新洪水水位、围堰及河道等图元变量和属性变量，直观的表现了土石溃堰洪水演进的时空分布特征，为探求溃堰发生发展机理及防洪减灾决策分析提供了交互式可视化平台。     

基于二维浅水方程的城市地面洪水演进数值模拟研究

探究城市内涝灾害数值预报对城市的防洪减灾及灾害评估具有重要意义。基于三角形非结构网格,采用Godunov型有限体积法建立了一个高精度的二维浅水水动力数值模型。该模型使用Roe格式计算界面通量,可以较好地捕捉洪水的动边界运动,模型将静水压力项放入源项中,减少了由于地形底坡项带来的数值解伪震荡。该模型对动边界以及负水深处理技术进行了改进,能够有效提高模型模拟的精确度和静水和谐性。在应用3个算例对模型进行率定的基础上,将模型应用于浑河、太子河之间浑太胡同区域的地表洪水演进的模拟中。结果表明:浑太胡同内洪水演进的水深、流场变化均较为合理,组合溃堤各水深淹没面积均为最大,模拟结果很好地验证了城市区域雨洪的流动演变过程,证明该模型可以用于复杂地形的城市由降水形成的暴雨积水及地表洪水演进模拟过程,模型可快速为城市防汛减灾提供积水情况及涝情信息。     

沿海城市溃堤洪水模拟技术研究进展

综述了国内外漫顶溃堤过程和海岸洪水在城市内部演进的数值模拟技术的研究进展,从溃口底部的冲刷、溃口侧壁的展宽和下游坡面的溯源冲刷三方面评述了溃堤机理模型,分析了各类洪水演进模型和建筑物概化方法的优缺点和适用性。针对当前沿海城市溃堤洪水模拟技术研究中存在的不足,指出未来需要通过物理模型试验完善海堤溃决洪水模型,加强溃口泥沙冲蚀输运研究,优化城市洪水孔隙度模型,并充分考虑城市排水系统、汽车等对洪水传播的影响。     

复式河道一维洪水演进数值模拟

针对复式河道的特点,建立复式河道一维非恒定流数学模型,采用四点线性隐格式离散圣维南方程组,在动量方程中通过对主槽宽度进行修正,很好地解决了漫滩瞬间流量波动问题。通过2006年汛期调水调沙期间的实测资料对黄河下游白鹤—孙口河段洪水演进过程进行验证,结果表明,计算的洪峰变化过程比较符合实测情况,洪水传播时间的计算值与实测值基本吻合。     

联安围防洪保护区洪水演进模拟分析EI北大核心CSCD

针对联安围防洪保护区地形多变,水系复杂的特点,以水力学方法为理论基础,构建了一维水流模型与二维非恒定流模型水动力耦合的洪水模拟模型,综合考虑研究区丘陵地形、不同重现期洪水、防洪系统薄弱堤段等组合情景,进行基于情景方案的河道溃决洪水演进模拟及风险分析,模拟不同情景下保护区内的淹没面积、水深、溃口流量过程和洪水演进过程。结果表明,该模型能综合反映溃堤洪水造成的影响,可为洪水灾害的预警提供技术支持。     

河闸泄流特性及对应洪水淹没范围模拟试验研究

为验证数值模拟与物理模型试验在河流水动力、河闸泄流特性及洪水淹没模拟方面的适用性,以盘锦市辽河口段双台子河感潮河段为研究对象进行了物理模型试验,随后基于MIKE系列软件(MIKE11/21/FLOOD)构建了河流水动力及洪水淹没数值模型,并与物理模形试验相互对比验证。结果表明:数值模型与物理模型模拟结果相近,两者在实际应用中各具特点与优势。     

多源洪水耦合模型在防洪保护区洪水分析中的应用

针对防洪保护区单一洪水风险分析的不足,以一、二维非恒定流基本控制方程为理论基础,采用有限体积法对网格进行离散求解,建立溃堤洪水和暴雨多源洪水耦合的数学模型。在一、二维模型的链接处选用堰流公式实现河槽与保护区水流的实时交互,借助干湿水深理论对模型进行优化,利用遥感影像解译处理保护区内复杂地形条件下糙率对洪水演进的影响,概化处理区域内道路和过水涵洞对洪水的阻水或导水作用,并利用历史实测洪水资料进行模型验证。将验证后的模型应用于淮河干流凤台段防洪保护区多源洪水运动耦合模拟,分析了单一洪水与多源洪水对防洪保护区的损失比较结果,说明该区域受暴雨内涝影响较为严重。     

淮河中游行蓄洪区洪水调度水动力学模型研究

科学调度运用行蓄洪区是目前减轻淮河中游洪灾损失的有效途径之一。建立洪水模型模拟洪水演进能为调度提供决策支持。为此，本文针对淮河中游行蓄洪区构成的复杂河网水系。采用水动力学方法。建立了具有行蓄洪区的河网模型。模型对行蓄洪区进行适当的概化，采用窄缝法和冻结法相结合模拟干河床洪水演进问题，并采用汉点分组解法求解。应用该模型。模拟淮河中游王家坝至蚌埠段91年洪水演进情况。结果表明模型能较好的模拟具有行蓄洪区河网的洪水演进，信息量大。计算精度高。能满足洪水调度的需要。