塔里木河流域洪水演进研究进展

塔里木河流域洪水多是由暴雨或冰雪融水导致的。开展塔里木河洪水演进的研究有助于优化现有的塔里木河流域防洪预案,直接服务于汛期的防洪管理。通过收集大量文献资料,结合现有研究成果,针对塔里木河三源流(阿克苏河、叶尔羌河、和田河)洪水演进研究、塔里木河干流洪水演进研究等进行评述,提出了塔里木河洪水演进研究中需要关注的关键问题:(1)揭示塔里木河三源流及干流洪水演进规律;(2)构建塔里木河干流水沙演进数学模型;(3)提出塔里木河干流防洪安全与洪水资源利用协同调控模式。     

洪湖分蓄洪区启用对降低长江水位效果分析

运用一维、二维联算洪水演进模型，对长江干流螺山—汉口河段的洪水演进进行了模拟，分析了洪湖分蓄洪区的启用对该河段水位的影响，同时还模拟了洪湖分蓄洪区的洪水演进过程。计算结果表明，洪湖分蓄洪区的开启，能够有效地降低该河段的洪水位，从而减轻长江干流的防洪压力。计算结果可为洪湖分蓄洪区的合理启用提供科学的依据，为长江防洪调度提供参考。     

MIKE21模型在南新联圩洪水模拟中的应用

为了分析江西省南新联圩防洪保护区在圩提溃决后洪水在区内的演进过程,根据南新联圩防洪保护区周围湖泊、河流及圩区情况,建立了模拟保护区内洪水演进的MIKE21模型。分别采用2010年和2012年实测洪水资料对模型进行率定和验证,结果表明模型具有较高的模拟精度。在赣江50 a一遇洪水叠加湖口22.5 m洪水位(1954年型)的工况下,利用所建立的模型对防洪保护区内的淹没水深、流速和洪水演进过程等进行计算分析,获得了南新联圩防洪保护区发生溃堤后的受灾发展情况。研究成果可为南新联圩防洪预警及时发布、转移财产、逃生避险等提供技术支撑。     

大型行蓄洪区洪水演进数值模拟与三维可视化技术

本文以淮河临淮岗洪水控制工程为例，对行蓄洪区GIS数据库建设、洪水演进数值模拟、洪水演进动态显示、洪水预报及洪水调度、行蓄洪经济损失评估等进行了研究，并在三维GIS软件VrMap2.0 SDK平台下开发了一套大型行蓄洪区防洪减灾决策支持系统软件，实现了防洪工程枢纽建筑物及其场景编辑、浏览、地物属性查询及电子沙盘模拟、防洪调度数值模拟、洪水淹没过程显示、水流场信息查询、闸门运行状态监控、分类财产损失评估、财产受损残余状况、建筑物破坏程度直观表现的功能。     

松花江流域洪水与生态环境关系

本文结合松花江流域洪水，针对洪水演进的主要环境敏感点，探讨了洪水与生态环境的关系问题，寻求一条改善生态环境──加强洪水管理──促进生态环境建设的最佳途径，为环境保护、防洪减灾提供科学依据。     

潮白河左堤防洪保护区洪水风险分析

本文应用MIKE软件对潮白河左堤保护区构建模型,实现河道洪水传播与保护区洪水演进的同步交换与实时模拟,模拟了防洪保护区不同方案的洪水演进过程,进行相应的洪水风险分析,为保护区洪水损失估算、避洪转移等提供数据支撑,并为洪水风险图的绘制提供数据支撑。     

防洪系统中的洪水演进模型及应用

以渭河流域下游水文站点为主线,以河道防洪系统联合演进问题为背景,建立了基于河道洪水演进由简单到复杂的演进模型,给出了一种利用马斯京根洪水演进的分布式多级优化模型,解决了多级主干渠道的洪水预警和防洪问题.经理论与实际数据的计算对比分析,结果满意.     

多支流多水库溃坝洪水计算

湖北大畈核电厂址上游已建及规划中的中型水库共有7座，众水库之间的关系较为复杂，如发生溃坝后洪水波不但沿河道演进还继续在富水水库库区内演进，危害严重。采用溃坝水力学和河道水力学公式对溃坝后的洪水波进行演进计算，并与影响厂址防洪安全性的洪水事件进行组合，分析了溃坝对厂址处的影响，为工程可行性研究阶段提供设计依据。     

河道与蓄滞洪区联合防洪数值模拟研究进展

基于目前河道与蓄滞洪区联合防洪过程中存在的问题,本文通过对河道与蓄滞洪区联合防洪过程中洪水演进数值模拟的一维模型、耦合模型、全二维模型的优缺点和适用性进行系统化的分析,揭示了未来防洪数值模拟的发展方向。研究结果可为洪水风险图绘制、洪水预警预报提供重要依据,对防洪减灾决策具有重要指导意义。     

小型水库超标准洪水溃坝模拟及风险分析

我国小型水库数目众多，承担着防洪、灌溉、供水等重要作用。为减少水库遇超标准洪水溃坝后下游风险区的生命财产损失，以南王水库为研究对象，考虑水库遇超标准洪水下瞬时溃坝与渐进式溃坝两种溃坝形式，采用DB-IWHR溃坝模型模拟溃口流量过程，利用MIKE软件构建一二维耦合模型模拟洪水演进情况并进行风险分析。结果表明，下游淹没情况符合溃坝洪水演进的一般规律，模型可较好模拟超标准洪水引起大坝溃决的溃口流量与洪水演进过程，可为小型水库超标准洪水溃坝应急预案提供参考。     

堰塞湖逐渐溃决洪水模拟及溃口变化影响分析

堰塞湖溃决一般为逐渐溃方式,溃决洪水与溃口变化关系密切。基于MIKE11水动力学模型和谢任之逐渐溃经验公式,开展了雅鲁藏布江堰塞湖典型溃坝方案下的溃坝洪水复演工作。在此基础上,针对溃口演变形式及演变历时差异,探讨其对溃坝洪水的影响。研究表明:MIKE11模型及谢任之经验公式模拟结果相近,假定的2/3溃坝方案成果可作为溃坝洪水计算的安全阈值;溃口演变形式及历时均对溃坝洪水有一定影响,溃口线性变化下形成的洪峰较非线性变化增加约15.3%～19.5%;洪峰与溃口历时存在非线性关系,溃口历时越短,洪峰越大;溃口大小及演变历时受堰塞体土质影响较大。研究成果进一步加深了我们对堰塞湖溃坝洪水的认识,可为堰塞湖抗洪抢险决策提供技术参考。     

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。     

溃坝洪水演进计算中建筑群糙率的模拟

如何准确又简便地模拟城市建筑群是溃坝洪水演进计算所关注的问题之一。提出用"等效糙率"模拟建筑群的方法及"等效糙率"取值的水槽试验手段,并成功应用在某城市水库溃坝洪水演进研究中。     

基于一二维耦合技术的溃坝洪水模拟研究

以印度尼西亚巴丹托鲁水电站溃坝洪水模拟为例,对于地形条件复杂的河流,利用MIKE软件基于一二维耦合技术构建溃坝洪水计算模型,对拟定的溃坝工况进行数值模拟。建立的溃坝洪水一二维耦合模型适用于不规则计算域和地形,通过引入了新的动态耦合技术,避免了采用单一模型时遇到的计算效率、网格精度和准确性方面的问题。通过数值模拟得到了溃口流量过程和下游海滩地区洪水演进过程,并对下游敏感区域进行淹没影响分析。模拟成果为水电站工程设计、溃坝洪水风险分析和灾害损失评估提供了技术支撑。     

渭河下游河道冲淤变化对洪水演进特性的影响

基于三门峡水库建库后渭河下游河道演变及洪水过程实测资料,采用实测资料分析,理论分析和数值模拟相结合的方法,分析了渭河下游河道发生冲淤变化对洪水特性的影响。结果表明:自水库建成至2003年间,渭河下游河道发生淤积萎缩引起渭河洪水演变特性发生了显著地改变,渭河下游洪水位抬升、洪水传播历时延长以及洪峰削峰率增大,而这些洪水特性也是造成渭河下游河道发生淤积萎缩的主要原因。2003年之后,因渭河下游河道水沙条件的变化,洪水洪峰流量大幅度减小,河道出现冲刷,漫滩流量相较于先前减小,使渭河下游洪水位下降、洪峰传播历时缩短、洪峰削峰率不断减小。     

流域洪水调控计算的组态耦合技术与应用

为快速应对流域洪水调控的不确定性计算需求,对流域防洪体系进行数字化建模,将复杂的洪水调控任务分解为相互独立的模型算法组件,研究不同洪水调控场景下防洪对象与模型组件的动态适配技术,提出多类型洪水调控计算的组态耦合方法。结合长江上游防洪体系的水库调蓄与水流传播综合分析情景,对水库群的洪水调度、回水模拟及河道洪水演进动态耦合计算进行实例应用,可大幅提升作业响应速度,任务配置灵活,适应性强,复用度高,对流域洪水的智能调控分析和会商研判决策具有重要支撑作用。     

基于马斯京根法的嫩江江桥-大赉段洪水演算

针对嫩江江桥-大赉河段洪水演进不平衡问题,首先分析了1998年前后江桥和大赉两个水文站的径流变化规律;然后引入河道洪水演进损失系数,建立了基于分段马斯京根方法的江桥-大赉河段的洪水演算模型;最后利用1998年后洪水资料,采用粒子群优化算法率定了河道洪水演进参数和洪水演进损失系数,并分析了参数和损失系数的合理性。结果表明,由于受1998年大洪水的冲刷以及河道两岸冲毁的影响,嫩江江桥-大赉段河道洪水传播速度加快,同时在演进过程中洪水向河道外满溢,导致上下游水量不平衡。     

基于SWMM和InfoWorks ICM的城市街区洪涝模拟与分析

针对我国城市日益突出的洪涝问题,以福州市主城区某街区为例,基于SWMM与InfoWorks ICM构建了城市街区尺度洪涝模拟模型,基于差分进化算法率定SWMM关键参数,并在不同的降雨情景下,模拟了城市街区地表内涝淹没与危险性分布,并对比评估了模拟结果的可靠性。结果表明：基于差分进化算法率定得到的SWMM参数具有较好的效果,两次洪峰的模拟水位和实测水位误差均在1%以内;10 a、20 a、50 a和100 a 4种重现期降雨驱动下,研究区淹没面积分别为3.14 hm²、3.37 hm²、3.61 hm²和3.72 hm²,重现期从10 a到100 a,总淹没面积占比由27.40%上升到32.46%;基于SWMM与ICM耦合的模拟方式在研究区具有较好的适用性。     

洪涝灾害三参数损失函数的构建Ⅱ——实例研究

为了验证三参数洪涝灾害损失函数构建方法的合理性与适用性,以高度城镇化的太湖流域为对象开展实例研究。以现状与未来情景下太湖流域的洪涝灾害评估结果作为洪涝损失-重现期曲线构建样本,选取3组函数构建了太湖流域洪涝灾害风险函数。对3组函数的拟合结果进行对比,选择最优S型函数作为预测模型,并且根据函数转折点对洪灾风险进行了分级。研究表明,基于Gompertz函数的损失-重现期函数曲线对洪涝灾害损失的变化规律有较好的适应性,对未来洪水风险演变的预测较为合理。     

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。