荆江-洞庭湖复杂河网洪水演进数学模型研究

荆江和洞庭湖构成了一个大型复杂河网系统,运用一维显式有限体积法建立了荆江-洞庭湖区洪水演进数学模型.分别采用1996年和1998年洪水对荆江-洞庭湖洪水演进数学模型进行了率定和验证,检验了模型用于江湖洪水演进过程模拟的可靠性.进一步将荆江和洞庭湖河网洪水演进数学模型与荆江分洪区平面二维洪水演进数学模型进行了嵌套,采用一、二维嵌套模型对江、湖和分洪区洪水演进过程进行了模拟,模型计算结果合理、符合实际物理过程.     

特大洪水在荆江河段演进模拟研究

针对荆江-洞庭湖复杂河网系统规模庞大、水流复杂特点，为模拟特大洪水在长江荆江河段的演进过程，建立了一、二维联算洪水演进模型，其中河道与湖区采用一维河网模型，分蓄洪区水流采用二维模型模拟。分别采用1996年及1998年水文资料对模型进行了率定和验证，取得了较好的结果。将模型模拟应用于荆江特大洪水调度，根据计算结果，启用荆江分洪区、虎西备蓄区、浣市扩大分洪区、人民大垸蓄洪区、洪湖分蓄洪区，且上百里洲扒口行洪时能确保荆江大堤安全。     

荆江-洞庭湖河网水流数值模拟与分析

据荆江-洞庭湖水系1998年实际地形资料,对荆江-洞庭湖区进行河网概化处理,建立了荆江-洞庭湖河网数学模型;采用1998年7月2日～8月27日实测资料进行验证计算,并对荆江分洪区假定分洪的情况进行模拟.结果表明:模型计算值与实测值吻合较好,能模拟荆江分洪区启用对下荆江河段的分洪作用.对荆江-洞庭湖复杂边界条件的概化比较符合实际情况,可以模拟边界条件复杂的河网.     

一维河网嵌套二维洪水演进数学模型应用研究

建立了一维河网嵌套平面二维洪水演进数学模型,并以长江干流螺山－汉口河段和汉江支流东荆河水系作为应用对象,对该地区分蓄洪区调度方案进行模拟。对东荆河分洪民垸、杜家台分蓄洪区等实施分洪后汉江、长江干流洪水位变化和各分洪区进洪后洪水演进、淹没过程进行了初步模拟。结果表明,分洪对降低距分洪闸较近的分洪口门河道水位最为明显,对下游水位也有较明显的降低效果,但对上游水位影响较小,同时也表明模型构建合理、运用方便、稳定性好,符合实际物理过程,具备推广应用价值。     

荆江分洪区的建设与发展

荆江分洪工程是新中国成立后建设的第一个大型水利工程。1952年建成后,历经了1954年分洪和1998年洪水大转移,虽然分洪、转移造成了人员财产重大损失,但确保了荆江大堤的安全,取得了荆江防洪全局的胜利。50     

分洪口门展宽和刷深过程的数值模拟

河道两旁的分洪区能够为河流分蓄超额洪水发挥重要作用,分洪区扒口分洪后口门的展宽和刷深过程的模拟对于抗洪工作具有较为重要的现实意义。本文在应用平面二维水流泥沙数学模型模拟分洪口门纵向冲刷的基础上,考虑了分洪口门横向展宽和崩塌过程的模拟,建立了一种能够模拟分洪口门展宽和刷深的混合数学模型,并将该模型应用于实际分洪区的计算,计算结果表面明该模型能够合理地模拟分洪口门的展宽和刷深过程。     

荆江分洪北闸风景区

<正>图为荆州市公安县埠河镇太平口的荆江分洪北闸风景区。北闸又名进洪闸,为荆江分洪主体工程。为解决长江荆江段水患痼疾,1952~1953年新中国在太平口至藕池口间江堤西南的921平方公里分洪区内建成两个重要闸口——进洪闸、节制闸(南闸),两闸在1954年7~8月特大洪水启动分洪区分洪时发挥重大作用。三峡工程建成以后,荆江安     

考虑地下水入渗的洪水演进模型构建及应用

近年来我国北方地下水埋深逐渐增加,在洪水演进中,地下水渗漏的可能性较大,从而对洪水演进可能产生较大影响。针对此问题,以小清河分洪区及其西部为研究对象,建立了考虑地下水入渗的洪水演进模型。利用该模型对小清河分洪区的设计标准洪水进行了模拟,分析了地下水渗漏对小清河分洪区、河北省部分区域的水位以及出口东茨村的水位和泄量的影响。模拟结果表明:地下水渗漏对小清河分洪区的洪水演进有较大影响。因此在小清河分洪区的调度运用以及治理规划时,需要充分考虑地下水渗漏这一重要因素。     

荆江-洞庭湖洪水演进模型的率定和应用

在建立了荆江-洞庭湖洪水演进模型的基础上,着重讨论了建模过程中有关断面资料处理、阻力问题和内外边界条件给定的问题。采用实测资料对模型进行率定与验证,并对荆江特大洪水进行模拟调度,结果表明,模型能很好地描述洪水在荆江-洞庭湖河网区演进过程,可用于各种防洪调度方案的模拟试验,预测各种调度方案实施效果,对荆江洞庭湖防洪规划具有重要现实意义。     

荆江分蓄洪区要确保安全运用

荆江分蓄洪区位于万里长江最险要的荆江河段。分蓄洪水面积1358km2,有效蓄洪量71.6亿m3。其中荆江分洪区921km2,有效蓄洪量54亿m3。1954年长江特大洪水时,荆江分洪区先后3次开闸分洪,分蓄洪水122.6亿m3,最大降低沙市水位0.96m,对确保江汉平原和武汉市的安全发挥了重要作用。一、特殊的地理位置决定其运用是必须的“万里长江,险在荆江”。目前,荆江河段的安全泄洪能力(包括松滋河、虎渡河向洞庭湖分流在内)约为流量6万～6.8万m3/s,而据宜昌站1877年以来的实测资料,洪峰流量超过6万m3/s的洪水有24年共27次。据1153年以来的历史洪水调查,宜昌站…     

超标准洪水应急避险决策支持技术研究

针对传统避洪技术防洪风险动态识别能力不足、风险人群识别追踪预警手段落后、实时洪灾避险路径优化技术匮乏、应急避险决策支持平台缺乏等四大问题,融合卫星遥感、GIS、无人机摄影等多源信息,利用数值模拟、多源LBS、大数据、电子围栏、实时通讯等技术手段,研发了适应不同分漫溃情景的超标准洪水风险快速建模与预判技术、风险人群精准识别预警与实时监控技术和避险转移路径动态优化技术。在此基础上,研发了基于空天地水多源信息、实时信息驱动的防洪应急避险决策支持平台,具有应急避险信息识别精准到人、避洪要素智慧管理、转移效果全过程评估等功能。成果在长江流域荆江分洪区进行了模拟应用。     

岳阳市分蓄洪区建设与发展浅议

岳阳市分蓄洪区是长江中下游整体防洪工程的重要组成部分，是处理城陵矶地区超额洪水、保障荆江大堤及武汉市防洪安全的重要工程设施。而该市分蓄洪区建设严重滞后，如遭遇特大洪水，分蓄洪区运用困难，损失很大。通过对分蓄洪区建设现状的分析，提出了分蓄洪区建设与发展的建议。     

Mathematical model for flood routing in Jingjiang River and Dongting Lake network

The main stream of the Yangtze River, Dongting Lake, and the river network in the Jingjiang reach of the Yangtze River constitute a complex water system. This paper develops a one-dimensional (1-D) mathematical model for flood routing in the river network of the Jingjiang River and Dongting Lake using the explicit finite volume method. Based on observed data during the flood periods in 1996 and 1998, the model was calibrated and validated, and the results show that the model is effective and has high accuracy. In addition, the one-dimensional mathematical model for the river network and the horizontal two-dimensional (2-D) mathematical model for the Jingjiang flood diversion area were coupled to simulate the flood process in the Jingjiang River, Dongting Lake, and the Jingjiang flood diversion area. The calculated results of the coupled model are consistent with the practical processes. Meanwhile, the results show that the flood diversion has significant effects on the decrease of the peak water level at the Shashi and Chenjiawan hydrological stations near the flood diversion gates, and the effect is more obvious in the downstream than in the upstream.     

流团模型在洪水计算中的应用

作者在已论证平面二维Ｌ－Ｅ法可行性的基础上，对水流计算模型作了进一步简化，即提出将牛顿第地运动定律直接作用于各个流体质团来获得整体流动规律，并给出其基本方程与相应的数值处理方法，经过１９５４年荆江分共沤实际洪水过程的检验，并通过对１９５４年型百年一遇洪水过程的预测，均证实了该流团模型计算类似分洪区洪水问题的合理性与可靠性，可用于分洪过程及洪水演进的预报。     

童家湖蓄滞洪区洪水演进数值模型研究

为更加科学、有效地运用童家湖蓄滞洪区,降低洪涝灾害损失,以二维非恒定流基本控制方程为理论基础,根据童家湖蓄滞洪区1:5000实测地形资料,基于非结构三角形网格,采用有限体积算法建立了蓄滞洪区洪水演进数学模型。依据所建立的模型,模拟分析了设计分洪条件下分蓄洪区内洪水演进过程,还选取了蓄滞洪区内若干有重要代表意义部位,在其模拟计算的水位增长及流速变化过程基础上,进一步分析了分洪不同时段蓄洪区各区域的洪水淹没趋势。模拟结果显示:童家湖分洪开始约2 h,分洪洪量主要在分洪口附近填洼;分洪前20 h洪量主要集中在蓄滞洪区南部;20 h后,北部洼地填满后蓄滞洪区内联通,各处水位同步涨落。模型可以较完整地反映童家湖蓄滞洪区内洪水演进过程,研究成果可为童家湖蓄滞洪区分洪准备、撤离转移等工作提供决策参考。     

基于MIKE21的濛洼蓄滞洪区洪水演算模拟

为研究蓄滞洪区分洪之后洪水演进情况,以淮河中游濛洼蓄滞洪区为研究对象,采用MIKE21模型对洪水演进过程进行了二维模拟计算。利用2007年实测水位数据对模型参数进行率定后,水位模拟最大相对误差约10%,表明模型具有较高精度。运用该模型模拟计算了最危险分洪方案下蓄滞洪区内任一点的水深、流速、到达时间等洪水淹没要素。研究成果可为濛洼蓄滞洪区防洪救灾提供技术支撑。     

基于GoogleEarth的分蓄洪区水沙模拟与演示系统研究简

 基于Google Earth软件平台,建立了分蓄洪区平面二维水沙演进模拟系统。系统采用数字高程模型(DEM)地形数据插值技术,能快速、简单地完成模型的数据处理;模型采用非结构网格的有限体积算法,能进行快速计算并保持水量和动量的守恒;后处理基于Google Earth软件平台,能实现计算成果在三维虚拟场景中的动态演示。模型系统在荆江分洪区得到成功运用,能适应紧急情况下的快速计算,可为分蓄洪区防洪决策与抢险提供参考。     

基于Google Earth的分蓄洪区水沙模拟与演示系统研究

基于Google Earth软件平台,建立了分蓄洪区平面二维水沙演进模拟系统。系统采用数字高程模型(DEM)地形数据插值技术,能快速、简单地完成模型的数据处理;模型采用非结构网格的有限体积算法,能进行快速计算并保持水量和动量的守恒;后处理基于Google Earth软件平台,能实现计算成果在三维虚拟场景中的动态演示。模型系统在荆江分洪区得到成功运用,能适应紧急情况下的快速计算,可为分蓄洪区防洪决策与抢险提供参考。     

长江分蓄洪区建设与管理政策法规初步研究

长江分蓄洪区工程与堤防工程和干支流水库工程共同组成了长江流域防洪工程体系。已建的分蓄洪工程在战胜 195 4年等流域性特大洪水中发挥了巨大作用。然而 ,由于长期以来疏于对分蓄洪区的管理 ,使分蓄洪区的运用变得十分困难。有些分蓄洪区的工程建设尚未达到规划设计要求。在总结分析分蓄洪区建设与管理存在的主要问题的基础上 ,对分蓄洪区建设与管理的有关问题如分蓄洪区工程建设资金渠道、土地合理利用、安全设施建设、人口控制、运用审批程序以及运用补偿等作了探讨。     

湖泊分蓄洪区洪水风险图编制探讨——以湖北武湖、涨渡湖为例

通过对湖北省武湖和涨渡湖分蓄洪区洪水风险图编制工作的总结,介绍了这2个分蓄洪区洪水风险图编制的范围、内容及方法,探讨了溃口洪水风险的影响因素,并分析了分蓄洪区特征参数可能存在的问题。结果表明此次复核的武湖分蓄洪区的容积和面积与《长江流域防洪规划》中的值基本一致,但涨渡湖的值却差别很大。另外,根据编制成果,无论长江干流扒口还是支流溃堤,武湖分蓄洪区的三里桥街和武湖街,涨渡湖分蓄洪区的双柳街、涨渡湖街和汪集街等地势低洼地区,洪水到达较快,受影响均较严重。但由于安全设施缺乏,安全避洪转移存在着一定困难,因此对避洪转移方案提出了新的思路,建议利用分蓄洪区内的高速公路进行人口的转移和临时安置。研究成果可为后续分蓄洪区的风险图编制提供参考。