基于MIKE耦合模型的西苕溪洪水演进及风险分析

为了评估浙江省安吉县西苕溪流域洪水风险,选取西苕溪干流长潭以下至长兴界之间河段作为研究区域。研究基于河道实测断面资料和2 m×2 m高精度DEM,构建了集MIKE 11、MIKE 21、MIKE FLOOD为一体的洪水淹没演进计算模型。利用水文学方法给定各个计算方案对应的模型边界条件,计算了不同量级洪水下的淹没水深、范围、历时等风险要素。经验证及合理性分析,该模型概化方法和参数选用合理,成果满足精度要求,从而能为研究区防洪减灾、风险管理提供技术支撑。     

吉林省饮马河洪水演进数值模拟研究

为评估吉林省饮马河洪水风险,构建MIKE 11和MIKE 21一、二维耦合洪水演进数值模拟模型,利用2010年德惠水文站汛期实测洪水过程和已有水面线成果对模型重要参数进行验证,使模型具有较高模拟精度。以陈家崴子溃口20年一遇洪水方案为例进行洪水分析,经淹没区和耦合模型两方面水量平衡分析,说明模型模拟结果合理且可靠。     

滏阳新河左堤常村溃口洪水风险分析及应对研究

考虑地形、堤防工程、道路、桥涵、房屋、河流对洪水演进的影响,建立了滏阳新河MIKE11模型、堤外保护区MIKE21模型及一二维耦合MIKE FLOOD模型,分析了50 a一遇、"63·8"校核洪水常村段堤防溃决后的洪水演进过程,结合淹没区社会经济数据进行了洪灾影响分析,绘制了该区域洪水风险图,提出减小洪灾的应对措施,为防汛指挥及决策提供科学依据。     

基于MIKE11的水动力模型在瓯江干流梯级水库防洪调度中的应用

采用MIKE11软件水动力模块构建瓯江流域(丽水段)河道模型,分析计算瓯江干流各特征断面洪水位与洪水传播时间等特征参数.结果表明,以玉溪水库为上边界,以圩仁水文站为下边界,考虑区间入流和闸坝影响工况下的河段洪水模拟精度良好,已在瓯江流域洪水调度方案中得到了应用.     

基于MIKE模型的淤地坝系布局对流域洪水过程的影响

淤地坝在水土流失严重地域的生态建设中具有重要作用。文章以辽宁省锦州市义县榆树沟流域为例,利用MIKE SHE与MIKE 11耦合模型,对不同工况下淤地坝布局特征对洪水的调控作用进行模拟研究,结论对掌握淤地坝系对流域洪水过程的影响,保证淤地坝系的安全运行和作用发挥具有重要意义。     

金沙江白格堰塞湖溃决洪水预报误差与改进

金沙江"11·3"白格堰塞体溃决造成下游河道数百千米内的超常规洪水过程,对其进行准确模拟是洪水预报和制定应对措施的基础。采用MIKE11和笔者开发的一维溃坝洪水模型(DBFM)对坝下洪水演进进行了对比模拟,两个模型均为求解圣维南方程组,其中MIKE11采用Abbott六点隐式差分方法,DBFM模型采用基于有限体积的HLL+MUSCL界面插值方法显式求解。结果表明:与实测数据相比,两个模型模拟结果在洪水传播时间和洪峰衰减上表现出显著差异。随后分析了河道基流、动量方程惯性、河道糙率、河道地形等因素对洪水模拟误差的影响,论证了采用滚动预报方法来提高洪水预报精度的可行性。最后对山区河流堰塞湖溃决洪水模拟的难点和要求提出了展望。     

基于一维和二维耦合数学模型的南澧河洪水风险分析

洪水风险图可以综合直观反映某一区域洪灾发生时的淹没特征信息、区域的地理特征信息和社会经济,其已成为洪水风险管理的重要科学依据。为加强南澧河区域的安全建设规划,利用MIKE软件建立了南澧河河道及两岸保护区的一维和二维耦合水动力学模型,采用海河流域“96·8”历史洪水资料进行了模型的验证。利用该模型模拟了南澧河发生100 a一遇的洪水演进过程。通过对比验证,此模型可以作为南澧河洪水风险分析的依据,为南澧河周边的安全建设提供重要依据。     

基于MIKE Flood的中小河流溃堤洪水演进数值模拟

针对水文资料缺乏的中小河流,以贵溪市罗塘河下游段为例,应用MIKE软件对河流溃堤洪水演进进行了研究。采用瞬时单位线法推求断面各频率的设计洪水,并将其作为洪水演进模型的输入;利用MIKE软件建立了贵溪市罗塘河下游段的一、二维耦合水动力模型,对该河下游段溃堤洪水演进过程进行了模拟;通过模拟分析,得到了溃口流量过程和堤防保护区洪水淹没过程。研究成果可为中小河流洪水风险分析和灾害损失评估提供技术支撑。     

土石围堰溃堰洪水三维动态风险分析系统建模研究

基于三维动态可视化仿真技术，耦合土石溃堰洪水数值模拟和溃堰动态仿真模型，建立施工洪水演进水力要素、洪水演进过程和河槽空间位置等信息耦合的土石溃堰洪水演进动态仿真架构，在三维可视化信息平台的基础上，将数值模拟数据及三维动态仿真数据与相应的图元对象建立映射关联，通过动态更新洪水水位、围堰及河道等图元变量和属性变量，直观的表现了土石溃堰洪水演进的时空分布特征，为探求溃堰发生发展机理及防洪减灾决策分析提供了交互式可视化平台。     

MIKE FLOOD耦合模型在杭嘉湖流域嘉兴地区洪水风险图编制工作中的应用

中国是世界上受洪涝灾害影响最为严重的国家之一,随着社会经济的快速发展,洪灾损失也越来越严重。我国正将防洪策略从洪水控制向洪水管理进行转变。洪水管理需要进行洪水风险分析,数值模拟则是洪水风险分析的一个重要手段。依托全国洪水风险图编制试点项目(二期)工作,以浙江嘉兴地区为研究对象,运用MIKE11软件建立该区域一维河网模型,模拟河道水位变化情况。再运用MIKE 21软件建立该区域二维模型,模拟暴雨情况下的洪水演进过程。最后运用MIKE FLOOD耦合模型,模拟河道溃堤洪水在区域内的演进情况,分析洪水风险,为嘉兴地区洪水风险图编制工作提供技术支撑。     

长湖溃堤对荆州市城市防洪的影响研究

为了研究长湖溃堤对荆州市城市防洪的影响,采用MIKE 21构建长湖溃堤模型对溃堤后的水流演进过程进行模拟。结果表明,当长湖湖堤新阳桥闸附近或习家口闸附近发生溃堤时,荆州城区、沙市机场及锣场镇都会发生不同程度的淹没;可见长湖溃堤对荆州市城市防洪有一定的影响。基于MIKE 21的溃堤模型结果可为构建长湖洪水防御方案、加固长湖湖堤防御长湖洪水提供技术支撑。     

基于Vega Prime的流场三维动态可视化研究

基于数学模型的洪水演进计算输出结果通常表达为数值表示的水位流速场,为了探寻洪水演进的规律,借助可视化的手段将数据进行了基于图像图形的直观表达;同时以虚拟现实平台软件Vega Prime为基础,分析了实现流场动态可视化的技术框架、实现方法,并通过实例对该方法进行了验证。结果表明,该方法能较好地实现流场的可视化表现,可用于超大流量天然河道洪水演进模拟。     

Mike系列软件在平原河网区合理水面率研究中的应用

分析平原河网区合理水面率需要从水域承载的行洪除涝、水资源利用等基本功能出发来实现，而平原河网区行洪除涝和水资源供需平衡分析计算较复杂。分别采用腼ke系列软件中的Mike11和MikeBasin软件进行不同条件下的水动力学模拟和水资源供需平衡模拟，为分析计算提供了较为理想的工具，取得了较好的效果。应用表明：Mike系列软件功能强大、应用方便、计算结果准确可靠。     

基于MIKE FLOOD的洪泽湖周边滞洪区洪水演进模拟研究

基于实测断面资料建立了研究区的一维水动力模型,基于高精度DEM以及1∶10000地形图建立了研究区的二维水动力模型,并用MIKE FLOOD将一维模型和二维模型进行耦合,构建了洪泽湖周边滞洪区一、二维耦合的洪水演进数学模型。利用2003年历史洪水资料对模型参数进行了率定,并以2007年历史洪水资料进行了验证。以洪泽湖百年一遇设计洪水为模型上边界,二河闸、三河闸以及高良涧闸的现行调度方案的水位-流量关系为模型下边界,对洪泽湖百年一遇设计洪水方案进行模拟计算,当蒋坝水位达到14.33m时,洪泽湖周边滞洪区开始滞洪,得到开始滞洪后不同时段研究区内各类洪水风险要素的动态分布情况以及最大淹没水深、淹没历时,验证了模型的合理性,可用于蓄滞洪区洪水演算分析。     

大型调水工程多河流洪水演进数值模拟研究

 根据大型调水工程总干渠与沿程河流交叉情况、总干渠线路布置及交叉河流洪水过程等特性，建立了多河流二维洪水演进数学模型。并将其应用于模拟某大型调水工程总干渠左侧7条河流300年一遇的洪水演进过程。模拟过程中对坐标变换、网格划分、数值离散、动水边界及干床处理、计算成果可视化等关键技术问题进行了研究，并提出了相应的处理方法。计算分析了与总干渠交叉的各河流洪水演进过程、交叉断面水位变化过程和总干渠左侧洪水水面线等。并对计算成果数据进行了动态可视化处理，生动地显示了洪水演进的全过程。计算的各河流洪水过程和最高洪水位为工程设计提供了科学的参考依据。     

基于VRP的溃堰洪水演进4D交互式可视化研究

水利工程溃堰洪水演进分析对工程设计与灾害预警有重要意义。基于Virtual Reality Platform(VRP)平台,利用图形图像处理方式直观地模拟洪水演进过程,系统全面地分析洪水要素在时间与空间上的相互关系。融合多种数字处理技术进行数据可视化,建立洪水水力要素的时序变化与图形之间的映射关系,表现河道溃堰洪水水位、水深等水力要素的演变过程。实例说明VRP可模拟围堰溃堰洪水演进全过程,实现动态分析与用户交互,表明基于VRP的溃堰洪水演进动态4D可视化对洪水风险整体分析具有独特优势。     

含多个行洪区的淮干中游段洪水模拟Ⅰ:模型建立

淮干中游分布着16个行洪区,堤内有堤。建立具有良好模拟精度和较高计算效率的洪水模拟模型是科学管理淮河流域洪水的难点和关键。基于MIKE11软件,以行洪时间和蓄洪量不变为原则,把行洪区概化为一维河道;提出了在缺少行洪区实测地形资料的情况下,利用行洪区水位-库容关系曲线概化行洪区河道断面的方法;针对行洪区各口门的不同控制方式,采用相应的概化方法并设置合理的控制参数,模拟洪水在主河道与多个行洪区之间的转换过程;采用2007年和2003年实测洪水资料,对模型进行率定和验证,结果表明该模型精度较高,能快速模拟行洪区进退洪过程及其调度规则。模型可服务于淮河中游洪水的科学安排与实时决策,其建模思路对闸坝众多的复杂河道洪水演进模拟具有一定借鉴意义。     

西三洼洪水演进数值模拟及洪水风险分析

为模拟西三洼蓄滞洪区洪水演进,对其洪水风险进行分析,以一、二维非恒定流控制方程为基本理论,采用有限体积法,结合西三洼地形资料及大清河流域水文资料,建立一、二维耦合的洪水演进数学模型。采用63·8洪水实测资料对模型进行验证,结果基本吻合。对不同工况及重现期下的设计洪水进行洪水演进模拟计算并绘制洪水风险图。研究表明:该模型可模拟西三洼蓄滞洪区各分洪口门开扒时间、各时刻淹没面积、淹没水深及滞洪量等水情信息及其变化过程;规划情况(增加安全区)的滞洪总量大于现状情况滞洪总量;发生百年一遇洪水时,西三洼蓄滞洪区77%地区都遭受洪水侵害,其中57%区域为危险区,11%区域为重灾区,5%区域为中灾区。研究成果可为防汛部门制定科学合理的防洪减灾规划提供参考依据。     

复杂河网地区航道整治工程对防洪的影响分析

为了研究芜申运河安徽段航道整治工程（包括青弋江线和水阳江两条线路）对流域河网水系防洪的影响,应用Mike11水动力学模型,模拟遇设计标准洪水和超标准洪水条件下,航道整治工程实施前后水阳江、青弋江、漳河流域关键控制站点的水位变化、水阳江干流中游分洪量变化以及航道整治对流场流态的影响情况。分析表明,航道整治工程实施后,控制站点水位降低或者保持不变,水阳江干流分洪量有所减少,并且航道整治工程对河道进行拓展底宽、疏浚挖深、撇弯切滩及局部河段裁弯、退堤等工程措施,扩大了河道行洪断面,增加了泄流能力,整体上有利于河道行洪,符合流域“上、中、下游兼顾,上游以蓄为主;中游蓄泄兼施;下游在充分利用湖泊调蓄作用的基础上,尽可能将洪水外排”的防洪治理原则,对水阳江、青弋江、漳河流域防洪是有利的。航道整治工程实施后,工程段内近岸流速普遍减小,对局部区域近岸流速增大的情况,建议加强观测,若影响堤防或岸坡稳定,应及时加强防护。     

坝体溃决过程与溃坝洪水演进耦合数值模拟

研究坝体的溃决过程与溃坝洪水演进对于处置由溃坝引起的洪水灾害、提升水利安全具有重要的意义。鉴于目前大多模型均将坝体溃决过程与溃坝洪水演进分别进行模拟,不能反映土体与水流相互耦合的特点,模拟结果精度有限。基于对土体有限抗冲能力的考虑,选取双曲线型冲蚀速率表达式描述坝体冲蚀、采用简化Bishop法搜索临界滑裂面描述溃口边坡坍塌和具有总变差不增特性的MacCormack有限体积法离散控制方程,建立了坝体溃决过程与溃坝洪水演进耦合的平面二维数值模型。实际算例表明模型合理地模拟了溃口的发展过程与洪水演进过程,在溃口急缓流转换区展现了较强稳定性,守恒性良好,可作为溃坝洪水风险评估与洪灾预报的有力工具。