用蒙特卡罗法进行泄洪风险分析

本文以吉林台水电站为例,运用蒙特卡罗法计算了考虑洪水过程中洪峰位置不同时的泄洪风险,对洪峰位置靠前和洪峰位置靠后的洪水过程的泄洪风险分别进行了计算,结果表明后者的风险值大于前者,这说明洪水过程中洪峰位置的不确定性对泄洪风险的影响是不可忽略的。     

洪水过程对河岸带地下水水位波动的影响

为揭示洪水作用下河岸带地下水的响应过程,利用室内物理模型试验和数值模拟,研究了不同洪峰及洪峰持续时间对地下水水位波动的影响。结果表明:河岸带地下水水位的波动具有不对称性,水位上升快下降慢,沿程地下水水位的波动呈指数形式衰减,并表现出明显的滞后性;随着洪水洪峰增大,地下水水位波动增大,河水和地下水的交换量增大,而地下水水位的滞后变化不明显;洪峰持续时间变长,地下水水位的滞后性显著,内陆地下水水位波动的幅度增大,恢复至初始状态的时间变长。     

上犹江大坝下游河床冲淤情况

上犹江水电站大坝泄水建筑物为坝顶胸墙溢洪道和右岸泄洪隧洞。溢洪道分五孔,净宽60m,每孔以一12×7m的平面定轮钢闸门控制,工作水头16.1m,最大泄流量4940m~3/s。消能形式采用连续式鼻坎挑流。右岸泄洪隧洞,施工期间作导流用,施工结束后由于弧形工作闸门启闭及洞身水力流态问题,一直未参与泄洪。水库为不完全年调节。从1957年运行以来,到1987年的30年中有16年泄洪,泄洪次数共133次,泄洪总量123.91亿m~3,历时8664小时。大于500m~3/s的143次入库洪水中,有64次泄洪,泄洪时最高库水位达200.265m(水头15.765m),最大泄流量2960m~3/s。水库历年泄洪情况见表1。     

西、北江三角洲洪水位对洪水归槽与河床下切的响应

受流域洪水归槽造成水位抬升和区域河床下切引起水位下降影响，珠江三角洲泄洪情势发生了显著变化。 为探明这种影响和变化，利用洪水、地形实测资料，分析当前洪水归槽和地形下切态势，基于河网二维水动力学模 型，分别量化洪水归槽和地形下切对西、北江三角洲泄洪能力的作用大小，并在此基础上评估现状主干河道过流 能力。结果表明：洪水归槽导致珠江三角洲防洪压力陡增，相对 20 世纪 90 年代，防洪控制断面思贤滘 50 年一遇 设计洪峰流量增幅达 11.7%，西江、北江相应洪水位最大抬升幅度分别为 0.67、0.56?m；河道大规模下切增加了河 道泄洪能力，1999—2016 年西、北江主干河道平均下切幅度分别为 2.54、1.21?m，相应的洪水位普遍降低，50 年一 遇重现期洪水位最大降幅分别西江为 0.76?m、北江为 0.67?m；除三角洲上部局部河段外，洪水归槽对三角洲洪水 位抬升作用显著大于河道下切的水位降低作用。现状三角洲主干河道 50 年一遇洪水位有近 900?km 河段超堤防 设计水位，超出河段主要集中在天河、南华、三善滘附近的三角洲腹部。研究成果可为后续珠江三角洲防洪体系 整体安全评估和提升提供依据。     

龙羊峡水库汛限水位动态控制方案研究

影响龙羊峡水库汛限水位动态控制方案的主要因子有黄河上游的洪水起涨特点、水库下游河道的安全过流能力、龙刘水库的联合防洪调度方式、入库洪水预报的精度和预见期等几个方面。龙羊峡水库的预泄模式宜采用固定预泄的方式,洪水预报的有效预见期为7 d,预泄判别流量为1 500 m~3/s,预泄流量为2 000 m~3/s,相应的汛限水位动态控制域为2 588～2 590 m,在此区间内水库进行动态调蓄运用,视上游来水预报和水库蓄水情况确定出库流量。水库水位超过2 590 m时,水库按常规防洪运用方式运用;水库水位超过2 594 m时,水库按设计防洪运用方式运用。     

福堂、映秀湾、太平驿、耿达水电站大坝泄洪险情排除

6月3日，成都勘测设计研究院提交了相关大坝排险后的泄洪安全能力报告，综合结论如下：（1）映秀湾电站闸坝。根据泄洪设施打开的程度复核，当上游出现1000年一遇校核洪水5240m^3／s时，坝前最高水位为950．82m，低于坝顶高程951．50m，不会造成漫坝。按现行500年一遇校核的防洪标准，则更安全。（2）太平驿电站闸坝。5孔泄洪闸门及引渠道全部打开，泄洪能力超过5240m^3／s的500年一遇校核洪水水平，大坝险情彻底排除。     

城镇化背景下平原河网区暴雨洪水重现期变化分析——以太湖流域武澄锡虞区为例

以太湖流域武澄锡虞区典型雨量水文站为例,基于长时间序列逐日降雨与水位数据,采用累积距平法、皮尔逊频率曲线和克里金插值等方法对水位进行还现分析以及对暴雨洪水重现期进行分析,探讨了城镇化背景下典型平原河网区暴雨洪水重现期变化规律及成因。结果表明:(1)武澄锡虞区不同量级降雨重现期均有提前,极端降雨频率增大;武澄锡虞区小量级洪水事件(T=5, 10, 20 a)发生频率有所增加,而量级较大(T=50 a)的洪峰水位重现期在城区与郊区则差异显著。受圩垸影响的常州站1960年50年一遇洪峰水位在2010年增至68年一遇,洪峰水位整体降低,而郊区白芍山站1960年50年一遇洪峰水位在2010年则提前至32年,洪峰水位整体有所增加。(2)小量级洪水事件发生频率增加主要是由降雨增加、城镇扩张以及河网水系衰减所致,同等量级的暴雨导致洪峰水位不断增长;而闸泵和圩垸等水利工程建设加强了对较高量级洪水的调节作用,使高量级洪峰水位有所降低,减小了城区圩垸内洪水风险。对于不同量级的洪峰水位,下垫面特征变化和水利工程建设对其影响的程度则有所不同。分析结果可为研究该地区防洪安全提供技术支持。     

周宁抽水蓄能电站下水库泄洪建筑物布置方案研究

针对周宁抽水蓄能电站调节库容小、洪水调节能力差,而且洪水的洪峰流量和洪量大等特点,用调整表孔、底孔结构尺寸的方式进行泄洪规模和表底孔泄洪能力分配的比选,探讨其泄洪建筑物的布置原则。不同方案的对比研究表明:最大下泄流量应以校核洪水下高水位时局部时段敞泄为原则进行设计,以减小闸门控制误差所造成的洪水雍高风险。对于调节能力差、洪水流量大的抽水蓄能电站工程,应布置表孔、底孔进行联合泄洪;底孔的布置应保证低水位时各频率洪水均得到快速下泄,避免在水位上升过程中出现滞洪现象;在总超泄能力满足泄洪要求的前提下,应选择表孔规模较大的方案,实现表孔和底孔泄流能力的优化分配。研究成果对调节能力差、洪水流量大的电站工程建设具有借鉴意义。     

浅析高州水库泄洪对高州城区防洪的影响

高州水库位于高州市城区上游30 km,是一宗总库容11.5×108m3的大型水库,对于鉴江中、下游地区的防洪和水资源调度起着关键性的作用,特别是对高州城区防洪影响最大。通过水库泄洪量影响高州水文站的洪峰水位来分析对高州城区防洪的影响。     

淮河南正段行蓄洪区运用效果分析

为分析各行蓄洪区运用对淮干水位降低的效果及其影响,基于MIKE 11软件建立淮河干流南照集至正阳关段河道及行蓄洪区一维水动力学模型,模拟行蓄洪区在不同工况及调度条件下运用后的洪水演进。行蓄洪区运用效果受分洪时机及分洪能力影响显著,在现状工况下,若按规定在淮干洪峰到达前1 d左右及时启用,可显著降低其下游淮干水位,其中南润段运用可降低润河集洪峰水位0.18 m,邱家湖、姜唐湖运用分别可降低正阳关洪峰水位0.49、0.90 m。若按规定联合调度,南润段、邱家湖先启用可显著降低淮干洪峰水位,姜唐湖后启用,削峰作用较小。     

2018长江2号洪水期间三峡水库沙峰排沙调度

2018年长江第2号洪水期间,寸滩站洪峰流量59 300 m~3/s,报汛最大含沙量达到4.47 kg/m~3,三峡入库沙量达到了7 440万t,均大于2014~2017年各年的全年入库输沙量,且入库沙峰大、持续时间长。根据泥沙实时监测与预报成果,7月11～20日三峡水库入库和坝前含沙量较大,三峡水库在进行防洪、航运调度的基础上,实施了沙峰排沙调度,将下泄流量42 000 m~3/s一直维持至沙峰通过大坝后。实测资料表明:7月18～20日三峡水库排沙效果明显增强,出库含沙量在0.50～1.20 kg/m~3之间,最大出库输沙率达到48.5t/s,日均出库沙量在370万t左右,按沙峰输移过程统计,沙峰过程排沙比达29%,7月份排沙比达到了31%,取得了较好的排沙效果,有效减轻了库区泥沙淤积。研究成果为进一步完善三峡水库"蓄清排浑"新模式积累了宝贵的经验。     

胖头泡蓄滞洪区老龙口分洪闸泄洪能力分析

胖头泡蓄滞洪区位于哈尔滨市上游嫩江干流、松花江干流及第二松花江交汇处,可减轻三江洪水对哈尔滨市的防洪压力。采用数学模型计算和实体模型试验相结合的方法研究老龙口分洪闸的泄流能力及其影响因素,数学模型主要用于分析嫩江干流河道的冲淤演变及水位变化,同时为实体模型提供上下游边界条件;实体模型用于研究不同方案下分洪闸的过流能力。结果表明,老龙口分洪闸的泄流能力主要取决于嫩江干流水位和分洪通道的水位,而且对二者水位差的变化非常敏感。分洪闸过流能力的影响因素主要包括嫩江干流河道冲淤变化、分洪流量、洪水类型及行洪流路走向等。嫩江干流河道冲淤变化幅度很小,对干流水位基本不产生影响;分洪流量对嫩江干流水位影响比较明显,最大分洪流量时水位降幅达0.70 m。嫩江干流与第二松花江共发型洪水分洪对蓄滞洪区水位的减小幅度大于嫩江干流型洪水;蓄滞洪区内地形地貌复杂,不同分洪通道对分洪闸闸下水位影响显著,是泄洪闸过流能力的关键影响因素。因此,在蓄滞洪区内设置能快速分散蓄滞洪水的分洪通道非常必要。     

金沙江“10·10”白格堰塞湖溃坝洪水反演分析

准确预测堰塞湖溃坝洪水流量过程在堰塞湖应急抢险过程中极其重要。以白格堰塞湖下游水文站实测的洪水过程为依据,通过DB-IWHR溃坝洪水分析程序和GST洪水演进模型,分别采用不同冲刷侵蚀参数对"10·10"白格堰塞湖漫顶自然泄流过程进行了反演分析。结果发现:冲刷参数a=1.100 0、b=0.000 6时,叶巴滩、拉哇水文站模拟结果与实测流量结果最为接近。由此判断"10·10"白格堰塞湖溃决洪峰流量为10 882.78 m~3/s,溃决历时6.2 h到达洪峰流量,最终溃口水面宽度为99.66 m。运用DB-IWHR溃坝洪水分析程序结合基于GPU加速技术的GST洪水演进模型,计算效率得以大大提高,可以在应急抢险工作中实现快速、精准的预测。     

乌江彭水水库分期汛限水位探究

在保证防洪安全的前提下,根据不同的洪水分期,设定水库不同的汛限水位,可使水资源得到充分的利用。根据影响乌江流域整个汛期降水的天气环境条件及彭水水文站实测洪水峰量大小和出现时间等规律的统计,将8月20日确定为彭水水库主汛期和后汛期的分界点,并推求了彭水水库的分期设计洪水。分析结果表明,在不增加库区淹没损失、满足水库下游防洪要求及不影响枢纽防洪安全的前提下,将彭水水库后汛期8月21～31日的水库防洪限制水位提高到292 m,可增加电站的年平均发电量约0.23亿kW·h。     

三峡水库防洪调度对“09.8”上游洪水影响分析

针对2009年8月长江上游发生的较大洪水（简称“09.8”长江上游洪水）,为减轻荆江河段及荆南四河的防洪压力,控制三峡水库出库流量,实施削峰调度。通过还原计算,分析了防洪调度对荆江及城陵矶河段防洪的影响。结果表明,本次拦洪调度的三峡水库最高库水位达152.89 m,沙市、城陵矶水位均在设防水位以下,避免了荆江河段高洪水位,降低了防汛响应级别,减少了中下游防汛成本支出,同时增加了5.3亿kW·h的发电量,取得了较大的防洪与发电效益,是三峡水库建成以来首次大规模防洪调度的成功案例。     

广东北江清西围临时蓄滞洪区调度优化研究

广东潖江蓄滞洪区采用新形势下的调度原则以后,使得清西围缺少了相应的调度方式。为此,建立了一维和二维耦合水动力数学模型,并采用该模型模拟计算了在北江300 a一遇洪水的工况下,潖江蓄滞洪区改变调度原则后,清西围不同开启时机、不同扒口位置及参数的调度运用方案。计算结果表明:广东潖江蓄滞洪区与清西围联合运用,可使石角站的洪峰流量削减至50 a一遇以下,从而能保障北江下游地区的防洪安全;当清远站的洪峰流量Q达到13 600 m~3/s时,启用清西围下游的恒屏段扒口(Z=10.9 m,B=300.0 m)的方案最优。相关研究成果可为广东潖江清西围的管理决策的研制提供科学依据,同时也能对北江下游防洪体系的优化调度运行提供参考。     

韩江南北堤防洪保护区溃坝洪水演进数值模拟研究

洪水分析计算是洪水风险图编制的基础。基于一维、二维水力学耦合模型,建立了韩江南北堤防洪保护区溃坝洪水演进数学模型,分析探讨了韩江南北堤瞬溃后溃口流量水位关系、主要地物特征点的水位和流速变化以及洪水演进过程。结果表明:溃口峰值流量出现在溃坝瞬间,随外江水位下降,溃口流量减小,至溃坝99 h后基本为0。湘桥区距溃口最近,受洪水破坏最严重,最大流速值超过1. 3 m/s。云路镇、登岗镇和湘桥区由于地势较低,最大淹没水深普遍在2 m以上。     

黄河中游府谷"2003.07.30"暴雨洪水分析

为了分析2003年7月30日在黄河中游陕西府谷水文站发生洪峰流量为12800 m3/s大暴雨洪水过程及其特点,采用了实测、对比、调查、以及合理性分析等,对这次洪水特点进行了研究,充分说明了这次洪水"降雨量大、强度大、持续时间短、范围小、突发性强,洪水涨落急剧、洪水持续时间较短、含沙量相对较小、府谷站与历史大洪水比较是低水位大流量"等一系列特点。这次洪水给府谷、保德等县造成严重灾害,经济损失较大,还造成了部分人员伤亡。洪水河道淤积较为严重,河道行洪能力进一步减弱,河道清理整治刻不容缓。     

北京城市副中心防洪对策研究

为确保北京城市副中心的防洪安全,开展北京城市副中心防洪对策研究是十分必要的。因此,采用DHI洪水模拟系统中的MIKE11水动力模块,结合现有调度方式、工程条件和已有规划治理方案进行了防洪对策研究。经方案论证,按照分洪蓄洪相结合的方式进行防洪布局调整后,当河系发生100年一遇洪水时,与现状防洪布局情况下相比,潮白河北京境内河道水位增加约0.20 m,潮白河吴村闸处河道水位增加0.10 m,略微加大了下游河道的防洪压力;北运河京冀交界处洪峰流量有所减小。蓄滞洪区方面,100年一遇洪水条件下,大黄堡洼和黄庄洼分洪水量比现状布局分别增加200万m~3和300万m~3,基本不会影响蓄滞洪区安全运用。因此,通过开挖温潮减河和建设宋庄蓄滞洪区,形成分蓄结合的防洪布局是可行的。     

长江上游防洪体系对1954年洪水的防洪作用研究

长江上游洪水是形成全流域洪水的重要来源。根据长江流域综合利用规划及防洪规划的总体部署,以三峡水库为核心的长江上游控制性水库群陆续建成并投入运行,对长江中下游的防洪形势带来了明显的改善。以年度长江流域上游水库群的联合调度方案和《长江防御洪水方案》批复的水库运用原则和方式为基础,对在现有防洪工程体系下应对1954年洪水的流域防洪形势的变化情况进行了分析。研究结果表明,长江上游水库群的联合防洪可以有效减轻三峡水库的防洪压力,对比无水库调度时,大幅度地减少了中下游地区的超额洪量约200亿m3,能有效地保证长江中下游河道的行洪安全。