堰塞湖溃坝快速定量风险评估方法——以2014年鲁甸地震形成的红石岩堰塞湖为例

2014年8月3日云南昭通市鲁甸县发生6.5级地震,形成高83 m,库容2.6亿m³的红石岩大型堰塞湖,严重威胁上下游生命财产安全。由于震后地质条件恶劣,道路堵塞,环境危险,且堰塞坝寿命极短,现有方法很难在有限时间内对堰塞坝进行快速且定量风险评估。本文提出一套基于最基本的堰塞坝几何参数、河道三维地形信息和人口分布数据的快速定量风险评估方法,可以实现任何堰塞坝突发区域内的溃坝、洪水演进和生命损失分析:首先采用地理信息工具快速获取坝址、上下游河道三维地形信息;然后采用统计模型和HEC-RAS软件模拟溃坝和洪水演进过程;最后采用风险分析模型计算得到下游生命损失。本文将该方法应用于红石岩堰塞湖案例分析发现:开挖泄流槽可以降低峰值流量和生命损失,但不能防止溃坝;开挖泄洪支洞后,可以避免在非汛期情况下发生溃决;但在极端洪水情况下(如百年一遇)仍会发生溃坝,并产生较大的洪水和生命损失,因此仍需要加固坝体,做好观测,并准备好应急预警和疏散预案。本方法可针对突发堰塞湖进行快速定量的风险评估,为堰塞湖的应急管理和决策提供依据。     

基于空间展布式社经数据库的洪涝灾害损失评估模型研究

本文在总结近年工作经验的基础上,通过对洪涝灾害造成损失的影响因素分析和损失定量评估所需的合理空间尺度分析,研究了分别适合于城市和农村的社会经济资料空间展布方法和社会经济空间数据库,以及以此为基础的洪涝灾害损失定量评估模型。模型考虑了城市与农村的差别、受灾体的分类、淹没水深、淹没历时,预警时间等因素对洪涝灾害损失的影响。模型可以用于洪涝发生前损失的预估以及洪涝灾害发展过程中的损失评估。     

堰塞坝渗透稳定性评估

2008年5月12日,汶川特大地震在灾区诱发了34处规模较大的堰塞湖,影响巨大,特别是唐家山堰塞湖,引起了全国广泛关注和重视。堰塞湖往往会带来严重的灾害,不仅在形成过程中可能造成生命财产的直接损失及上游的淹没损失,而且在形成后还会对下游带来淹没或溃坝洪水等次生灾害。考虑堰塞坝应急处置的特点,评价了堰塞坝的渗透稳定性,确定了渗透破坏的形式和程度,并以唐家山堰塞坝为例进行了渗流计算分析,以期对堰塞坝安全性状评估的进一步研究提供参考。     

基于MIKE-21水动力学模型山洪灾害评估研究

文中结合MIKE-21水动力学模型,对区域山洪灾害风险进行动态评估。结果表明:MIKE-21水动力学模型,可确定不同频率下各时段山洪灾害淹没范围。基于淹没范围,可定量评估不同淹没水深下洪水影响和损失的程度,实现区域山洪灾害的风险动态评估。     

HEC-RAS在二维溃坝模拟中的应用——以红旗水库为例

利用HEC-RAS软件对红旗水库进行溃坝模拟,研究溃口流量过程线、溃口下游局部流态、溃坝洪水波在洪泛区的传播和溃坝洪水造成的生命损失等。对溃口流量过程线分析发现瞬时溃口尺寸越大,初始下泄流量越大,初始下泄流量过程线变化越快,而溃口尺寸越小溃口流量过程线变化越缓慢。对洪水流速和洪水淹没水深分布等进行研究,并绘制淹没水深风险图。进行溃坝生命损失评估时发现,无预警时生命损失达210人,预警时间越长,生命损失及其严重程度系数越低,预警时间提前1 h,生命损失明显降低,预警时间提前3.5 h,生命损失为0。     

蓄滞洪区洪水演进模拟及堤防溃决损失评估方法

堤防蓄滞洪区的经济社会发展和人口数量增长与防洪矛盾日益凸显,开展蓄滞洪区洪水灾害风险评估研究具有重要的工程价值,风险评估的关键一步是估算堤防溃决损失。为了准确估算堤防溃决造成的生命、经济、生态环境损失,发展了基于MIKE21 FM模型的洪水演进模拟方法,建立了基于蓄滞洪区洪水演进淹没数据的损失评估方法。以鄱阳湖康山大堤蓄滞洪区为例,模拟获得了历史最高水位下蓄滞洪区洪水演进过程,得到了切合工程实际的淹没数据(淹没面积、水深、流速)。在此基础上,划分了灾区内受灾等级,并将洪水演进与损失计算有机结合估算得到了蓄滞洪区的生命、经济和生态环境损失。研究成果为堤防溃决风险定量评估奠定基础,为蓄滞洪区防汛抢险决策方案的制定提供有效参考依据。     

堰塞坝溃决及防范

由暴雨、地震等引起的山体滑坡或泥石流堵塞山区河道形成堰塞湖和堰塞坝.所壅起的水量会淹没上游地区,且堰塞坝一旦溃决,所产生的洪峰将淹没下游地区.尽管阻止滑坡和堰塞坝的形成十分困难,但若有必要的信息资料可资利用的话,即可对溃坝及由此引发的洪水危害做出预测.     

地震堰塞湖风险影响评价定性分析

"5·12"汶川特大地震形成了上百处堰塞湖。文章主要以绵远河堰塞湖群排险工程为例,定性分析堰塞湖群溃决的风险影响因素。影响因素包括上游堰塞体溃决断面距坝前河道距离、河道特性、堰塞体组成成分、上游堰塞体的溃决水量、溃决高度和宽度、下游堰塞体形态等。针对这些因素,对绵远河堰塞湖群的排险治理提出建议。     

舟曲白龙江堰塞河道应急除险及防洪工程建设技术实践

本文简要介绍了甘肃舟曲"8.8"特大泥石流形成的白龙江堰塞河道基本特征及应急除险工程概况,总结了堰塞河道有关地形地质、水情等资料的快速获取与应用技术。从形成条件、形成过程等方面对堰塞坝形成机制进行了分析。对堰塞坝做了安全性分析评估。论述了舟曲堰塞河道"窄河、深槽、急流"应急除险方案、防洪工程及除险效果。     

堰塞坝稳定性快速评估模型--以小岗剑(上)堰塞坝为例

为了对堰塞坝的稳定性快速作出定量评价,通过分析历史案例并进行相关性分析,选取堰塞坝坝长、坝宽、坝高、回水长度、库容量作为堰塞坝稳定性评价因素,并进行主成分分析。将单一变量按照主成分大小及权重进行组合,得到坝高因子,高宽比,水流冲击系数,湖面形状系数,坝体形状系数五个复合因素,在此基础上提出一种定量分析堰塞坝稳定性的快速评估模型,同时引入稳定性系数来反映堰塞坝的稳定程度,进行等级划分,并对汶川大地震中形成的小岗剑(上)堰塞坝应用模型进行评估。结果表明所提出的模型判定准确率达89.9%,可以为堰塞坝应急处理提供参考。小岗剑(上)堰塞坝判定为不稳定,需及时采取泄流措施避免灾害损失。     

基于RS和GIS的县域洪涝灾害风险评估

洪涝灾害风险评价是研究洪涝灾害的重要手段之一,评价结果可为区域洪涝灾害监督预测、防洪减灾措施的制定与规划提供依据。以河北武安市为研究区域,以自然灾害风险系统理论为基础,考虑当地实际情况,从洪涝灾害的致灾危险性、灾害敏感性以及防减灾能力三个方面出发,选取降水、地形等自然因素和人口密度、经济投入水平等社会经济要素共9个评价指标,采用GIS空间分析叠加功能、加权综合评价法等方法,得出洪涝灾害风险评价结果。结果表明:武安市洪涝灾害风险分布整体呈现由中部、西南部高风险区向四周逐渐递减的特点,具体表现为河谷风险等级突出,洺河沿岸地区的风险要高于其他地区;平原风险等级明显,平原区由于易出现洪水汇入,且敏感性强的特点,易出现洪涝灾害;农耕区域的风险等级要高于林草区域。通过历史灾情数据对评价结果进行验证,本文提出的武安市洪涝灾害评估结果与实际情况一致性较高。     

引黄涵闸防沙设施不倒式拦沙潜堰探讨

根据黄河下游河道特点、泥沙在水中的分布规律以及沿黄地质、地形等自然条件 ,提出了引黄防沙工程设施的设置及其结构特点 ,并在引水口处使用不倒式拦沙潜堰进行拦沙 .不倒式拦沙潜堰用复合材料制成上轻下重的不倒式单元板块 ,关闸停水时 ,拦沙潜堰直立于引水口静水之中 ,隔断大河与引水渠之间的水流交换 ,防止引水渠及引水口门的淤积 ;开闸引水时 ,使拦沙潜堰顶没入水面以下一定深度 ,表层水流越堰而过 ,含沙大的中、底层水流被阻于大河之中顺流而下 ,起到拦沙作用     

基于GIS的重庆市潼南县洪水灾害危险性分析

近年来,3S技术的发展为区域洪水灾害分析提供了有效的数据管理工具、空间分析功能以及直观的表现手段,使洪水灾害研究领域有了新的突破。选择重庆市潼南县为研究区域,基于GIS平台,采用层次分析法、GIS空间分析方法,利用与洪水灾害危险性相关较大的降雨、地形、水系、水库4个因素,建立了洪水灾害危险性评价模型,并利用模型对潼南县洪水灾害危险性进行了分析,得到了潼南县洪水灾害危险性等级分布图。分布图显示,潼南县中部和东南部地区的洪水灾害危险性普遍较高于其它地区,特别是琼江和涪江两岸地区危险性最高,占研究区面积29.25%;潼南县东北部、南部地区的洪水灾害危险性相对于中部来说较低。总的来说,潼南县大多数地区处于较高危险水平。     

松滋江堤防洪保护区洪水风险研究(Ⅱ)——风险分布特征

长江中下游地处冲积平原,洪水灾害较为频繁,沿江堤防是生命财产和生产设施的第一道屏障。其中荆江河段洪水峰高量大,且两岸支流众多、江湖关系复杂,防洪形势尤为严峻。以上荆江松滋江堤防洪保护区为研究对象,分析了可能产生的堤防溃口;在对复杂的荆江-洞庭湖水系进行概化的基础上,建立一二维耦合数学模型,研究了1 000 a一遇洪水条件下松滋江堤发生溃决后长江干流及防洪保护区内的洪水演进过程,并以最大淹没水深、淹没时间、最大流速、受影响人口及洪水损失为风险要素,分析了保护区内的洪水风险分布情况。文章共分为2篇,此为第二篇,旨在阐述保护区内洪水演进过程及风险分布特征。结果表明,涴市横堤发生溃决后造成的洪水损失最为严重,在实际防汛工作中需要重点关注。     

基于TELEMAC-2D模型的深圳洪涝风险评估

基于TELEMAC-2D模型构建深圳市深圳河流域洪涝仿真模型,选取两场实测暴雨(20180607和20180916)的内涝淹没资料对模型进行验证,结果表明所构建的模型具有较好的可靠性和精度。采用构建的仿真模型模拟暴雨重现期为50年一遇、雨峰系数为0.4条件下,降雨历时分别为30min、60min、90min和120min4种情景下洪涝发生的过程,获取积水深度、积水面积和流速等致灾因子,考虑不同流速和积水深度组合情境下对深圳河流域进行内涝风险评估。结果表明:随着降雨历时的增加,积水深度、积水面积和流速均增大；根据积水深度和流速对深圳河流域进行洪涝风险分区,中高风险区面积随着降雨历时的增加不断增大；中高风险区占流域总面积比例较小,但容易出现人员伤亡和财产损失,当出现中高风险区时,应及时发布信息,积极采取应急减灾措施。     

溃堤山洪淹没风险评估水动力耦合模型及应用

建立山洪沟道溃堤洪水演进一、二维水动力耦合数值模拟模型,分析评估溃堤山洪淹没风险。针对阻水道路和灌渠渠堤等特殊边界,将其概化处理为宽顶堰并利用非结构化网格加密剖分技术耦联特殊边界,同时采用干湿水深理论提高模型计算效率,使溃堤山洪耦合模型能够准确反映计算区真实地形以及水流的动态演进过程。将模型应用于宁夏大武口沟城区段100年一遇溃堤山洪演进计算,模拟了沟道与溃口分流洪水运动以及两者动态交互传递过程,并分析了洪水淹没风险分布特征及影响情况,研究成果可为山洪沟道溃堤洪水风险评价及防洪规划等提供技术支持。     

洪涝灾害人口损失研究进展

洪涝灾害经常造成大量的人员死亡,不仅给人们心理上造成巨大创伤,还给生产生活带来严重的破坏,成为对社会影响最为严重的自然灾害之一。随着民生水利的提出,洪涝灾害中人口死亡研究受到各级水行政主管部门的关注。现详细介绍了洪涝灾害中影响人员损失的主要影响因子(即水深、流速、水位上涨速率、水温、疏散撤离和救援等)方面的国内外研究进展,以及溃坝洪水、沿海风暴潮、海啸和江河洪水等4种主要洪涝灾害类型中人口损失的估算方法。最后结合我国灾害人口损失研究的现状,对人口损失研究的发展趋势进行了展望。     

梯级水电枢纽群巨灾风险分析与防控研究综述

伴随超标准巨震、极端暴雨洪水、巨型滑坡等灾害频繁发生,极端载荷作用下梯级水电枢纽群的灾害风险分析与防控等问题成为当前水利工程领域的研究热点。为分析梯级水电枢纽群巨灾风险研究现状,绘制了国内外水库大坝溃坝事件的时间序列图,分析了梯级水电枢纽群的风险特征,总结评述了梯级水电枢纽群巨灾风险分析和巨灾防控研究进展,主要结论如下：1)梯级水电枢纽群巨灾风险是我国水利水电工程风险防控面临的主要问题;2)梯级水电枢纽群风险分析方面主要聚焦于梯级水库连溃概率的分析和计算,对于溃决可能产生的巨灾损失的量化研究不足,缺乏对巨灾因子及其相关影响作用下巨灾风险的评估;3)缺乏对梯级枢纽群灾害链的阻断技术研究和应急避险方案设计研究。为此提出了梯级水电枢纽群可能最大灾难(Probable Maximum Disaster, PMD)的科学内涵,考虑可能遭遇的多种致灾因子和承灾体特征,分析相互因果关系和极端荷载组合情况,初步建立了PMD评估的理论模型,为绘制梯级水电枢纽群在巨灾情景下的灾难空间外包线和估算PMD损失上限值提供科学依据,为梯级水电枢纽群巨灾风险分析和防控提供理论基础和技术支持。     

Comprehensive evaluation of Happy River based on ERG demand modelEI北大核心CSCD

针对建设幸福河实现新时代河湖治理的目标,基于ERG（existence relatedness growth）需求模型,建立了包括23个核心指标和27个可选指标的幸福河评价指标体系;运用Matlab软件,以幸福河等级指数为目标,采用投影寻踪模型建立幸福河评价指标值与幸福河等级指数之间的非线性关系,构建了基于改进的粒子群优化投影寻踪（IPSO-PPE）的幸福河等级评价模型,实现对幸福河的定量评价。以黄河甘肃段为例,分析了其2010—2018年幸福河等级指数变化的趋势,结果表明：黄河甘肃段幸福河等级指数整体呈上升趋势,由2010年的E等级（不幸福）提升到2018年的B等级（幸福指数较高）,评价结果与GRA-TOPSIS法结果吻合率达到88.9%,能较好地反映黄河甘肃段实际情况;水土流失、流域水患灾害、河流生态基流满足程度是制约黄河甘肃段幸福河等级指数的主要因素。