常州市主城区暴雨内涝风险分析

为分析和预测常州市暴雨内涝风险,构建常州市主城区水文-水动力-河网-管网耦合的精细化数学模型,以2017年现场原型观测数据对数学模型进行率定和验证,并将2015年洪水模拟情况与实际淹没范围、淹没水深进行对比。验证结果表明:计算水位和实测水位最大绝对误差均小于7 cm,计算水位曲线形状与实测水位序列匹配较好;城区70%的暴雨积水点与实际相符,模型能较好地模拟洪水演进及淹没情况。采用常州市主城区精细化数学模型模拟分析50 a、100 a、200 a一遇最大24 h设计暴雨工况时的洪水淹没情况和管道运行负荷状况,统计各水深等级下的淹没面积并绘制洪水风险图,为常州市城市防洪管理、城市发展规划等提供决策依据和技术支持。     

基于DELFT3D HM模型的苍海湿地公园洪水淹没模拟研究

洪水淹没情景受区域洪水流量、河床地形变化、河道工程运行调度等多因素影响,对于洪灾情景的确定,是开展河道与滩区治理研究以及进行防洪设计和滩区功能定位的前提条件。为此,以苍海湿地公园区域为例,利用Delft3D HM模型建立起二维洪水演进模型,进而模拟洪水淹没过程。模型采用P=20 a一遇洪水历史资料进行验证,结果合理;采用P=50 a一遇洪水对苍海湿地公园流域内洪水淹没过程进行了模拟,得到了实时淹没范围、最大淹没区域、水位变化过程等洪涝区内的特征水力要素信息。成果为该区域内的防洪规划和实时洪水预报提供理论参考,同样为后期洪涝区内水质提升工程提供可靠参数。     

暴雨洪涝灾情快速监测评估技术框架体系与应用：以2022年6月北江流域洪水灾情分析为例

【目的】暴雨洪涝灾情快速评估在洪灾应急救援和灾后恢复重建中发挥着重要作用,但仍面临诸多挑战。为快速监测和评估洪涝灾情,建立一套集成天空地网多源信息与多种技术的暴雨洪涝灾情快速监测评估技术框架体系,【方法】以2022年6月北江暴雨洪灾为例,综合利用雨量、河道水位、网络淹没图片和视频、卫星遥感影像、地面调研测绘和无人机低空航测等多源数据、水文模型和地理空间分析技术,通过实地调研测绘和无人机航测,结合遥感影像、水力学模型和地理空间分析技术,快速识别本次洪水淹没深度范围、分析淹没区内的受灾人口、房屋、农田等基本灾情,在洪水灾情分析的实战中检验集成天空地网多源信息的暴雨洪涝灾情快速监测评估技术。【结果】结果显示：清远市新增的淹没面积为478 km²,其中淹没农田307 km²(64%),淹没区内有74 119栋房屋和167 306人;韶关市新增的淹没面积为90 km²,其中淹没农田46 km²(51%),淹没区内有15 629栋房屋和78 037人。【结论】结果表明：无人机航测结合地面RTK高程和洪痕测绘,将...     

萍乡城防工程洪水特征及参数研究

河道城市防洪工程建设可以改善城市防洪现状,保护当地居民的经济财产安全。设计洪水参数是城市河道防洪设计的重要参数。渌水在株洲市的渌口汇入湘江,主河道长度84.0 km。在江西省萍乡市境内,流域面积大于100 km²的支流主要为南坑河、麻山水和荷尧水。为了准确获取工程防洪水位,为工程防洪设计提供参考依据。收集了流域范围内多年水文参数,对施工期洪水和设计洪水进行分析,获取控制断面流量~水位关系。洪水分析结果可为城防工程设计及施工提供参考。     

十三围防洪保护区洪水风险分析

十三围防洪保护区位于珠江河网区域的西江和北江交汇后的西江右岸,西江洪水峰高量大,洪水威胁严重,进行洪水风险分析十分必要。考虑到珠江河网区域水流运动复杂,基于一维水动力学模型构建了珠江河网一维模型,并根据历史洪水资料验证了模型的可靠性。为了反映保护区内的河道、堤防、道路等对洪水传播的影响,采用精细化的非结构网格构建了十三围保护区二维水动力学模型进行洪水演进模拟。通过一、二维耦合模型,分别对江根段、西头窦段溃口进行了西江50,100,200 a一遇设计洪水下的洪水淹没方案计算,并对计算成果进行了合理性分析,包括水量平衡分析、局部流场分析、溃口流量水位过程分析等。结合社会经济数据进行了受淹面积、受影响人口、淹没损失等方面的洪水影响分析,可为防汛抢险、避洪转移等提供重要信息参考。     

港珠澳大桥鸭涌河恢复工程防洪影响分析

以鸭涌河地形资料、暴雨及潮位等水文数据为依据,推求设计暴雨条件下的设计洪水,并结合MIKE 11一维水动力模型对工程建设前后河道水位及流速变化进行模拟。分析结果表明,河道恢复工程对河道水位影响较小,对整体河势影响较小,满足防洪要求。     

一、二维耦合模型在梯级水电站大坝溃坝分析中的应用

合理论证溃坝洪水灾害影响对大坝风险评价和应急管理具有重要意义。针对梯级水电站大坝连溃风险，建立一、二维耦合模型，对溃坝洪水演进规律及大坝下游平原洪泛区淹没影响开展分析。以W江梯级水电站为例，考虑汛期与非汛期水库不同运行情况下两种工况的溃坝影响，从典型断面洪峰流量、最高水位以及峰现时间等角度分析溃坝洪水演进规律。在此基础上，以洪泛区最大淹没水深为代表性指标，对溃坝洪水风险等级进行了划分，并绘制洪水风险图，工况1、工况2高风险区面积分别达到431.31 km²和575.76 km²，表明溃坝洪水对下游地区影响严重。相关成果可为应急预案制定和防灾减灾提供重要参考。     

防洪保护区溃堤洪水模拟分析

为降低堤防溃决造成的重大生命财产损失,基于MIKE软件建立东鱼河南片(苏)防洪保护区一、二维水动力耦合模型,沿复新河堤防设置溃口1和溃口2,模拟复新河遭遇20 a一遇和50 a一遇洪水以及同频率暴雨下单个溃口的溃堤洪水在防洪保护区内的演进。对溃口流量过程、洪水演进图、最大淹没水深图进行分析,结果表明:随着溃堤洪水量级增大,淹没程度提高;同频率来水条件下,位于地势较低处的溃口1产生洪水的风险更大,是防洪的重点。     

基于水文水动力耦合模型的平原湖区土地利用变化对排涝模数的影响

为准确模拟平原湖区土地利用变化对排涝模数的影响,选取湖北省四湖流域螺山排区作为研究区,利用构建的SCS-MIKE11耦合模型计算不同时期土地利用类型下的排涝模数,分析土地利用变化对排涝模数的影响,并通过设置不同水旱比、水面率和地面硬化率的组合,对土地利用变化条件下的排涝措施进行模拟优化。结果表明:在10 a一遇的1 d暴雨3 d排除和3 d暴雨5 d排除的标准下, 2011年土地利用方式下求得的排涝模数比1994年求得的排涝模数大,分别增加了159.3%和33.6%;在保持水旱比和水面率不变的情况下,地面硬化率每增加1%,1 d和3 d暴雨下排涝模数分别增加0.005 m³/(s·km²)和0.003 m³/(s·km²);在保持水旱比和地面硬化率不变的情况下,水面率每增加1%,1 d和3 d暴雨下排涝模数分别减小0.016 m³/(s·km²)和0.012 m³/(s·km²);在保持水面率和地面硬化率不变的情况下,水旱比每增加0.1,1 d暴雨和3 d暴雨下排涝模数分别减小0.004 m³/(s·km²)和0.003 m³/(s·km²)。因此,除了增加排涝泵站的排涝流量外,减少地面硬化率(例如采用透水路面)、增加水面率和水旱比也是除涝减灾的有效措施。研究成果可为土地利用变化条件下平原湖区排涝模数的确定和排涝措施的制定提供参考。     

基于WebGIS的洪泽湖地区动态洪涝管理信息系统

洪泽湖承泄淮河上中游15.8万km²的洪水,周边地区地形以平原洼地为主,常受洪涝灾害影响。为了降低区域洪涝风险、减少洪灾损失,针对外河洪水、区域洪水及暴雨内涝3类风险源构建了洪水演进模型,在此基础上基于WebGIS开发了B/S结构的动态洪涝管理信息系统,采用动态图层技术生成了动态洪水风险图。实现了对规划与模拟工况下的雨水情信息、静态与动态洪水风险信息和受灾损失信息的综合管理以及二维洪水演进过程的动态显示,有助于加强区域洪涝管控与制定避险转移方案。     

基于MIKE SHE模型的平原区流域暴雨内涝模拟

暴雨内涝是平原区主要的洪涝灾害。由于平原区流域地面坡度平缓、河道分布密集,坡面及河道汇流速度慢、洪水历时长,构建符合平原区产汇流机制的内涝模型为暴雨内涝模拟的重要内容。本文以山东省平原河道洙赵新河为例,考虑下游湖水位及前期影响雨量等影响因素,建立了基于地面高程、下垫面条件及河流水系等要素的MIKE SHE分布式水文模型,经率定验证后,模拟流域内涝过程,预警易涝区域,计算内涝水量,为平原区流域暴雨内涝模拟提供参考。     

基于GIS与水动力模型的陶乐防洪保护区漫溢洪水风险分析

黄河青铜峡至石嘴山段洪涝灾害易发,分析黄河青石段防洪保护区的洪水风险,有助于完善黄河洪水防御体系,开展防汛应急工作和洪水风险管理。基于水动力学数值模拟理论,构建一维水动力洪水漫溢风险分析模型,以陶乐防洪保护区为研究对象,计算陶乐计算区100年一遇洪水的淹没水深及淹没范围,利用GIS技术生成保护区淹没水深图。研究成果表明,陶乐防洪保护区遭遇100年一遇洪水时,受灾较为严重的区域为芦苇、王家沟、小红柳滩、中滩村、下八顷村和黄泥岗等村庄,研究成果计算合理可靠,可为河道漫溢洪水精细化仿真与防汛部门防洪决策提供技术支撑。     

基于InfoWorks RS的蒋巷联圩防洪保护区洪水演算

为结合分析一维河模型和二维洪泛区模型,利用InfoWorks RS对蒋巷联圩防洪保护区洪水演进过程进行二维模拟,分别选取2010年和1998年外洲水文站实测资料对一维河道模型进行了率定和验证,结果较为合理;选取赣江50 a一遇设计洪水同时鄱阳湖遭遇湖口22.5 m(吴淞高程)恒定洪水位的边界条件,分析了最不利工况下区内的溃口溃决过程、洪水演进过程及淹没水深等要素,计算结果较好地反映了区内溃堤后的洪水演进情况。研究成果可为江西省防洪减灾提供决策支持。     

河道边界水位对管道排水能力的影响分析

为保证城市排水安全,缓解城市内涝,针对河道排涝水位对管道排水的动态影响问题,选用宿迁市马陵河排水片区为研究区,基于SWMM模型,模拟2、3和5 a重现期暴雨条件下出水口管道分别为自由出流、半淹没出流和完全淹没出流3种情形的管道相对排水能力变化,并在此基础上探求马陵河各分段控制水位。结果表明:管道水流主要受河道高水位作用,即管道完全淹没出流时,排水能力随水位的升高而不断减小,减小程度与末管道高差和水位动态顶托管道水流有关。此结论可为城市排水管网改造及河道调控水位除涝提供科学参考。     

城市环状水系防洪潮、排涝系统治理研究

为探究深圳市宝安区城市环状水系防洪潮、排涝方案系统解决策略,在分析现存问题的基础上,打破现状"高水高排、低水抽排"的防洪排涝格局,确定"大片区统筹治理,小片区分散治理"为主导的治理思路。采用MIKE耦合模型建立排涝河片区和沙井河片区城市水文学模型,耦合河网模型、管网模型及坡面模型,进行精细化水文分析计算。计算结果为沙井河口50 a一遇洪峰流量247 m~3/s,排涝河口50 a一遇洪峰流量357 m~3/s,设计洪水计算成果合理。研究成果表明,该片区最优的防洪潮、排涝系统解决方案为:排涝河口新建泵站规模为100 m~3/s、沙井河泵站扩建规模为50 m~3/s、排涝河片区分散泵站规模约13.74 m~3/s;排涝河泵站与沙井河泵站联合调度,降低环状水系河道水位,以上方案能够达到保障区内防洪潮安全、降低区域内涝风险的研究目标。     

银河湾工程防洪计算与分析

为保障银河湾工程的防洪安全,须进行防洪计算与分析。结合银河湾工程的具体位置,确定计算范围、流量、河道断面、起点水位及河道糙率等基本参数,并采用恒定非均匀流模型、桥梁壅水计算模型,分别计算河道水面线、公路桥壅水高度。根据计算结果,分析了50年一遇、100年一遇洪水时,规划水面线和模型实测的水面线的差别以及影响范围。对银河湾工程是否受到防洪影响具有指导意义。     

水库汛限水位动态控制预泄能力约束法的必要条件

水库汛限水位动态控制是水资源利用和防洪中的研究热点之一。然而,预泄能力约束法下,水位动态控制域与预报预泄期洪水过程的数量关系尚未探明,这为在变化环境下开展汛限水位动态控制留下了防洪隐患。以万安水库汛期动态控制上下限研究为例,通过涨速量化分析方法,研究了预报预泄期大洪水涨速对水位动态控制域推求的影响。结果显示,万安水库控制上限与预泄末期18～48 h时段内洪水起涨平均上涨率呈十分显著的负相关,即,5场典型50 a一遇设计洪水预泄末期48 h起涨速率分别为334 m³·s^-1·h^-1、522 m³·s^-1·h^-1、468 m³·s^-1·h^-1、1043 m³·s^-1·h^-1、812 m³·s^-1·h^-1,相应推求的上限水位分别为93.6 m、92.2 m、91.0 ...     

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。     

天津市超标准设计洪水计算方法初探

综合分析大清河、永定河的暴雨洪水特性，探讨２条河经过的城市设计洪水计算方法及洪水地区组成规律，计算大清河、永定河总控制断面的设计洪水，为天津２００年一遇超标准洪水防洪规划拟定设计洪水地区组成方案。     

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。