出山店水库溃坝洪水数值模拟研究

溃坝洪水严重威胁下游地区人民的生命财产安全,准确预测溃坝洪水的影响范围至关重要。针对出山店水库的溃坝洪水,应用高精度二维浅水动力学模型模拟洪水在下游河道的演进过程,采用洪水灾害风险指标量化洪水的灾害程度,研究不同溃决情景下溃坝洪水的动力学特性、下游地区淹没范围和受灾程度的变化情况。结果表明:溃坝初始阶段淹没面积增加主要与流量峰值有关,最终淹没面积大小与溃决后水库下泄水量密切相关。     

基于GeoDam-BREACH与Graham法的溃坝生命损失估算

应用GeoDam-BREACH工具包模拟了超标准洪水状况下小井沟水库下游的溃坝洪水演进过程,得到水库溃坝下游淹没范围与淹没区水深分布,然后采用Graham法对溃坝导致的生命损失风险进行分析。分析结果表明,小井沟水库发生漫顶破坏时,溃坝洪水对下游产生严重影响,下游村镇有受淹风险;下游溃坝淹没区域的风险人口死亡率较高,并且随着警报时间的减小而增大,从而得出警报时间和风险人口对溃坝洪水严重性的理解程度是生命损失的重要影响因素、应当加强水库大坝的日常巡查工作和预警系统的结论。研究成果为小井沟水库的防洪调度和应急预案编制提供了有效支持,对于同类水库的防洪和安全管理亦具有参考价值。     

梯级水库溃坝洪水对下游城市的淹没过程分析

溃坝洪水的演进过程及其对下游城市的淹没影响是大坝安全的重要研究内容之一。以我国南方某山区河流为例,采用数值计算方法,针对该流域上并(串)联的4座水库在多种溃坝模式下,对下游城市的淹没过程进行了计算和讨论分析。研究结果表明溃坝洪水在下游城市的淹没速度和最大淹没面积主要与最大溃坝流量相关,即与溃坝水头和溃口大小相关;最大淹没面积的达到时间主要与城市与水库间的行洪距离有关。梯级水库发生连溃时,溃坝洪水对下游城市的淹没速度和淹没面积都较单个水库溃坝更加严重,不过连溃洪水在下游城市呈现淹没快、退水也快的特征。城市洪水的淹没历时主要与溃坝水库的容积相关,与最大溃坝流量的关系不大。     

基于HEC-RAS及HEC-GeoRAS的溃坝洪水分析

洪水漫顶、渗漏等原因引起的垮坝失事,将会给下游人民带来巨大的生命财产损失,因此,对溃坝洪水引起的淹没范围的准确预测至关重要。通过对大渡河上22座梯级水电站进行对比分析,选定长河坝电站水库大坝为研究对象,分析洪水漫顶引起的长河坝溃坝,及由其引起的下游黄金坪、泸定水电站的连续溃坝对泸定县的淹没范围。首先利用HEC-GeoRAS和Google地球提取研究区域的地形数据,然后将建好的模型导入到一维溃坝洪水计算工具HEC-RAS中进行溃坝洪水演进模拟,最后通过HEC-GeoRAS分析研究区域的洪水淹没范围及流速分布。结果表明:由长河坝溃坝引起的下游泸定县的洪水淹没范围为左右岸平均漫堤宽度约200 m,已经淹没到了城区;从流速分布图得出河道中心的流速均较大,最大流速为16.217 m/s。研究结果可为洪水风险图的制作及防洪决策提供一定的技术支持。     

基于水库溃坝洪水特征量的淹没危险性研究

水库大坝防护着下游人民的生命财产安全，预先掌握下游淹没范围和受灾区的危险程度，对下游防灾减灾至关重要。溃坝洪水的淹没水深、流速、到达时间等洪水特征量是下游致灾严重程度的关键性影响因素，利用HEC-RAS模拟均质土坝的二维溃坝及洪水演进，获得下游淹没区的淹没水深、流速及洪水到达时间等洪水特征量，采用层次分析法计算淹没水深及流速的权重，并考虑洪水到达时间对致灾的影响，构建淹没区的危险度指标，将淹没区划分为高风险、中风险、低风险并绘制洪水淹没风险图。研究成果可作为分区制定应急转移方案的依据，为应急决策和减灾提供技术支撑。     

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。     

极端条件下堆石坝溃坝风险及应急预案

考虑洪水漫顶条件下的溃决模式,拟定汛限水位、校核洪水位与校核洪水流量、多年平均入库流量的极端组合方式,采用DB-IWHR模型计算堆石坝溃坝洪水过程;利用MIKE 21模拟洪水演进过程,取支流历史最大洪水过程并使其与干支流洪峰遭遇,评估洪水对下游的淹没风险。以涔天河大坝为例,根据库容、堆石材料参数等确定不同入库洪水组合方式及坝体侵蚀特性,结果表明:构建的溃坝及洪水演进模型能较好模拟溃坝过程及溃坝洪水对下游的淹没风险特征。最后提出库坝安全运行建议,并制定避洪转移预案。     

一二维联解溃坝洪水数学模型应用研究

在前人研究成果的基础上,建立了一个包括上游库区洪水演进、溃坝过程和下游淹没影响区洪水演进的溃坝数学模型,并采用经验公式和实验结果分别对溃口流量和二维渍坝洪水传播进行了验证。利用所建模型对某水库溃坝洪水演进过程进行了模拟,结论表明所建溃坝洪水模型能较好的模拟洪水从库尾向坝址的传播以及溃坝洪水在下游淹没影响区的演进过程,可以用于实际工程计算。     

River2D模型在溃坝洪水演进数值模拟中的应用

River2D模型能模拟溃坝洪水在水库下游地区的演进过程.为模拟水库溃坝洪水演进,以江西省大余县油罗口水库为例,利用River2D模型模拟大坝溃决后洪水在下游的演进,预测洪水淹没范围、水深及流速等洪水风险信息.     

水库溃坝洪水数值模拟及下游风险评价

以锦屏二级水库为例,利用DAMBRK和一维水动力模型模拟多种组合工况下水库溃坝和洪水演进过程,并对计算得到的溃口流量及下游洪水演进结果进行分析。根据溃坝洪水模型计算获得的水库下游地区洪水淹没情况,综合考虑洪水的危险性、暴露性和易损性,利用模糊综合评价法对水库下游8个重要乡镇进行了洪水风险评价,评价结果可以为该流域进行安全应急预案制定、洪水灾害风险管理等提供技术参考。     

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。     

安庆市城市防洪暨堤防管理系统的设计与实现

安徽省安庆市城市防洪暨堤防管理系统是应用GIS技术、数据仓库技术、网络技术、动态仿真模拟技术、动态规划自动寻优技术等，搭建起安庆市防汛指挥系统的基本框架，建设了包括实时水雨情数据库、工情数据库等为支撑，以堤防信息管理系统、堤防工程风险分析系统和城市洪水风险管理系统为主要内容的防汛信息系统，将为安庆市防洪与安广江堤堤防管理发挥重要作用。     

国外堤防风险管理现状及对我国的启示

为提高我国堤防风险管理水平和堤防防洪能力,介绍了荷兰、英国、法国、比利时、美国、日本和中国堤防风险管理现状,通过对比分析发现,国外堤防风险管理模式是政府与利益相关者共治,一般成立专门的水管理部门负责一切涉水事务,重视日常管理与维护,定期进行全面深入调查,注重堤坝数据库和网络信息化建设,趋向防灾社会化。借鉴国外经验,提出应从提高安全标准、转变防洪观念、加强立法、风险社会化、管理智慧化5个方面加强我国堤防风险管理,提升防洪能力。研究成果可供堤防管理者决策使用。     

Advances in Decision Support Systems for Flood Disaster Management: Challenges and Opportunities

Natural variations in the global climate are governed by complex interactions among the atmosphere, oceans, and land cover. Modern climate models suggest that these variations will continue, but with larger magnitudes and greater variability due to human influences. This is expected to increase the risk of flood disaster events. To improve flood risk management, a flood decision support system architecture is proposed that capitalizes on the latest advances in remote sensing, geographic information systems, hydrologic models, numerical weather prediction, information technology, and decision theory. Specifically, the dynamic climate prediction system developed by the Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, is discussed in the context of flood management and planning in the Yangtze River valley, China.     

南城子水库大坝安全管理保障信息系统建设探析

本文结合南城子水库除险加固应急工程建设需求,考虑到汛期洪水可能对水库防洪安全和大坝稳定造成的恶劣影响,将水文遥测、大坝监测、防汛会商等技术应用于水库安全管理保障信息体系中,集成预报、预警、分析、管理、会商等安全管理保障体系,实现水库安全的硬件监测支撑和软件应用平台服务的管理目标。     

水库与山洪灾害防治协同预警模式

山洪灾害防治工程措施与非工程措施是山洪灾害防治相辅相成的两大支撑,作为传统意义上工程措施的水库工程,近年来通过除险加固、法规建设、管理体制改革等一系列途径,其水情、雨情、工情监测技术不断完善,监测预警系统日趋优化,风险管理意识与应急预案的可操作性逐步加强,已具备了相当的非工程措施功能。在充分发挥水库工程非工程措施功能与优势的基础上,通过水库工程水雨情测报系统及大坝安全监测系统与山洪灾害防治非工程措施的对比分析,尝试将水库重要信息与山洪灾害防治非工程措施实施关键环节进行共享与融合,提出了水库工程安全监测系统与山洪灾害防治预警系统的协同预警模式,为实现水库工程与山洪灾害非工程措施的信息共享和协同预报奠定基础。     

岷江金马河堤防管理信息系统

随着科学技术的进步,堤防工程的功能除防御洪水外,在洪水风险管理方面将逐渐发挥较大的作用。因此,堤防信息管理系统是今后堤防管理重要的设施,是水利信息网络的基本建设,是江河防洪减灾指挥和应急管理决策支持系统的组成之一。我们选择长江上游险工段岷江金马河段堤防为样本,引入MapInfo地理信息系统平台,结合河道堤防信息的特点及水利部门应用和管理的要求,利用面向对象的设计思路,开发研制岷江金马河堤防管理信息系统,以期为我国堤防管理专业软件集成化积累经验。该系统的设计思路体现了多目标的特点,可以为堤防工程管理、防洪防汛指挥决策、风险管理等不同的用户提供服务。     

北江大堤保护范围洪水风险信息系统的开发

结合北江大堤洪水风险图试点研究工作 ,从GIS应用开发角度 ,系统阐述设计和开发洪水风险信息管理系统的步骤和技术特征 .该系统集洪水风险基础信息的处理、风险图制作以及灵活的风险信息查询、洪灾损失评估与避难设计等于一体 ,并动态建立了与洪水数值模型的关联 ,使系统能高效地完成各种核心的洪水风险信息分析工作     

淮河蓄滞洪区洪水风险分析的认识

淮河是我国蓄滞洪区分布最多的流域,特有的自然和社会环境决定了淮河防汛调度和应急管理的重要地位.洪水风险图作为防洪减灾基础信息建设的一部分在淮河流域已经开展了近20年.通过对淮河流域蓄滞洪区洪水风险比较分析我们可以知道,蓄滞洪区的洪水风险分析方法应当依据本区域的洪水特性和防汛调度特点进行,而某些风险信息则应当根据实际运用情况适当简化,这样可以在保证需要的情况下,大幅度地减少成本.     

Dual-Interval Two-Stage Optimization for Flood Management and Risk Analyses

In this study, a dual interval two-stage restricted-recourse programming (DITRP) method is developed for flood-diversion planning under uncertainty. Compared with other conventional methods, DITRP improves upon them by addressing system uncertainties with complex presentations and incorporating subjective information within its optimization framework. Uncertainties in DITRP can be represented as probability distributions and intervals. In addition, the dual-interval concept is presented when the available information is highly uncertain for boundaries of intervals. Moreover, decision makers’ attitudes towards system risk can be reflected using a restricted-resource measure by controlling the variability of the recourse cost. The method has been applied to a case study of flood management. The results indicate that reasonable solutions for planning flood management practice have been generated which are related to decisions of flood-diversion. Several policy scenarios are analyzed, assisting in gaining insight into the tradeoffs between risk and cost.