MIKE11在平原河网地区防洪分析中的应用

利用MIKE11建立平原河网降雨径流(NAM)和水动力学(HD)耦合模型，对杭州火车东站枢纽区块河道调整工程的防洪影响进行模拟研究，综合分析规划方案实施后河道的行洪能力和区域防洪安全，结果表明工程对区域行洪安全影响甚微。MIKE11在本次防洪分析中的应用表明，该耦合模型具有算法可靠、计算稳定、界面友好、前后处理方便、水工建筑物调节功能强大等优点，可在平原河网地区的防洪评价工作中推广应用。     

极端条件下联圩区外河网洪水安全研究

通过杭嘉湖地区长序列水文数据频率分析,选择典型设计暴雨,建立联圩区概化的河网非恒定流水动力学模型,计算外围洪水、潮水位胁迫下的极端设计洪水过程。考虑现有排涝安全格局条件,以及极端水文过程对河网防洪安全高度的潜在影响,以极端设计暴雨过程为例,对洛塘河小流域河网现状及校核条件下河堤约束进行计算,分析联圩区河网的防洪安全标准修正方法,建议进一步提升洛塘河星火、长春和斜西各圩区段的河道堤防防洪标准,以保证极端条件下洛塘河的防洪安全。     

基于MIKE 21的圩区河网水动力调控方法研究

【目的】我国南方平原地区地势低缓，河网结构复杂，为快速解决该地区因河网水动力不足而引起的水环境问题，急需研究河网水体运行状况调控方案。【方法】以太湖流域南浔区沈庄漾“溇港圩田”河网作为研究对象，构建Mike 21 FM二维河网水动力模型，结合研究区河网改造后的水利工程布置和调度规则，提出定位增压的7种水动力调控方案，模拟分析河网在不同方案下流场分布规律，探究圩区河网水动力提升和流场改善的优化调度方法。【结果】模拟结果表明：活水和引排水方案虽能有效改善河网水动力，但对于中心水塘的水动力驱动效果不佳。在开启西南侧河道水泵和西部泵闸的情况下，河网内大部分区域的流速基本能维持在0.05 m/s左右，部分河道的流速能达到0.3 m/s以上，并且对中心水塘水体驱动效果最好。【结论】综合分析表明：所设计的7种调控方案均能有效地提升河网水动力，在开启西南侧河道1台水泵和西部泵闸时，流场分布最均匀且水动力整体提升效果最佳。研究结果可为南方平原河网的水利工程水动力调控提供参考。     

湖泊-河网耦合水动力水质模型研究

根据太湖地区水系复杂、湖泊众多、河道水流方向复杂多变且受到人为干扰的特征,基于一维河网水质模型,二维湖泊水质模型,采用有限控制体积法获得离散的水动力学和水质模型控制方程,通过河网与湖泊连接断面上河流的流量、水位、水质与湖泊的流速、水位和水质耦合求解,解决了河网湖泊水质模型的耦合,并将闸站控制对河流湖泊水动力水质影响过程进行了时间空间的线性化处理,以边界条件方式将闸站控制带入模型代数方程中进行统一求解,建立了适合于太湖流域的湖泊河网耦合水动力水质模型.采用太湖典型流域河网区2007年实测水文水质资料对耦合模型进行率定和验证.结果表明,模型计算值与实测资料吻合较好.该模型适用于复杂湖泊-河网区的水动力和水质变化的模拟和研究.     

基于MIKE11 HD和NAM耦合模型在河流施工围堰对防洪安全影响分析中的应用与研究

根据河网调蓄原理构建了以上塘河流域杭州片骨干河道为基础的概化河网,结合平原河网地区水工建筑物及其凋度原则的模拟,利用MIKE11建立了杭州上塘河流域NAM模型和河网水动力学模型HD耦合模型,分析了施工围堰对区域防洪安全的影响,并在多方案计算比较的基础上,提出了具体的补偿措施。该研究方法简便实用。     

珠江三角洲地区河网水动力学模型研究

对珠江三角洲河网区河道进行了概化，利用一维非恒定流基本方程组，河网节点连结方程及边点方程建立了珠江三角液河网区水动力学模型，将参加计算的方程分成微段，河段，汊点三级，采用逐级处理再联合运算的方法（即所谓的三级联解法），求得河网中各计算断面的水位，流量等值，利用丰，平，枯，三期的实测资料对模型参数进行了率定，率定后的模型计算值和实测值吻合较好。     

木兰溪下游防洪系统水动力学模型研究

以木兰溪下游木兰陂至三江口干流河道及北洋地区水系构成的河网为主要研究对象,构建了木兰溪下游防洪系统水动力学模型.在对河网水系及水工建筑物概化的基础上,着重对建模过程中边界及初始边界的处理、闸门及桥梁过流衔接模拟等关键问题进行了探讨.结果表明,各断面的计算水位和流量与实测值拟合较好,验证了所建模型的合理性.     

绍兴平原河网的水文水资源特点及其管理对策

本文以绍兴平原河网的自然地理特点为基础，总结了流域的水文水资源特点，提出了平原河网的管理对策；在保持平原河网取用水便利，保障河道航运、行洪、排涝通等前提下，将多河网的部分蓄水功能转移到上游水工程上，同时对三江闸的运行民提出了建议。     

河流连通工程防洪排涝影响二维数值模拟

平原河网地势平坦,阻水河段多,流动性弱,防洪排涝不畅。为充分利用水域水动力势能,找出最严重的阻水河段和提出消除阻水问题的对策,利用平面二维河网数学模型对绍兴柯桥平原现状河网水流运动进行了计算,综合分析得到最严重的阻水河段,提出了利用河流连通工程减弱水流阻水、加快水流运动的措施,利用二维数学模型计算了该工程措施条件下的水流运动状态,通过对比有无工程措施的计算结果,从时间和空间上分析了工程措施对加快水流运动的影响程度,工程实施前、后的最大流速分别为0.089、0.145 m/s,表明河流连通工程措施加快了水体流动,有利于防洪排涝。     

闸泵系统联合调度的水动力学模型研究及应用

为了实现对河网地区闸泵系统的联合调度模拟,概化了平原河网,对河道中的闸泵根据水力特征进行了内边界处理,利用Saint-Venant方程组建立了平原河网水动力学模型。以连云港市临洪地区为例,根据边界来水情况,进行了平原河网地区涝水、洪水、潮水的闸泵联合调度模拟。     

西控工程对望虞河西岸地区防洪的影响

为了评估西控工程对望虞河西岸地区造成的防洪影响,以望虞河西岸为研究区域并结合其水文特性,构建了适合于模拟平原河网地区产汇流过程的MIKE11水文水力模型并利用当地降雨、水位等实测资料进行了率定。通过模拟50年一遇设计暴雨情况下的不同工况,得到研究区域内水系各节点的水位等要素变化情况,并依此分析了西控工程对望虞河西岸地区造成的防洪影响。结果表明:西控工程运行后,研究区域内重要节点的最高水位抬升明显,部分地区有遭受洪水淹没的风险;MIKE11水文水力模型对于分析平原河网地区河流沿线闸控影响具有较高的应用价值。     

基于DGA的BP神经网络及其在一维河网模拟中的应用

考虑到BP神经网络的计算精度和稳定性依赖于初始权、阈值,首先对标准遗传算法进行改进,然后用改进的遗传算法优化BP神经网络的初始权、阈值。将遗传算法和神经网络结合起来建立河网BP模型,把实测资料或者水动力数学模型的计算结果作为学习样本对模型进行训练。将河网BP模型运用于西江三角洲河网,发现该模型与水动力模型的计算结果吻合较好,表明优化后的BP网络用于河网水力模拟是可行的。     

数值模拟在平原河网地区供水规划中的应用研究

江苏省平原河网地区水系复杂、湖泊密布,洪水演进过程相当复杂,加之经济发达、人口众多,是极易遭遇洪水灾害的地区。为解决河网地区的防洪、规划、灌溉、排涝等问题,建立流域(区域)河网数学模型十分关键。本文针对通南三泰水网地区复杂的河网水力特性、水文条件及水资源供需分析的要求,选择采用MIKE 11河流模型系统的水动力学模型建立通南三泰河网水动力学模型;结合区域水资源供给总体布局,将该区域近期规划的马甸枢纽除险加固工程纳入已建模型中,通过分析区域整体水资源供给体系的水资源供需平衡效果,对其规模进行详细论证,提出推荐方案,并从水资源供给角度对马甸枢纽工程实施后的效果及影响作了具体分析。     

基于GIS和HydraN的复杂河网地区泵闸电排联合配水优化调度模型研究

基于HydraN软件对常德冲柳地区复杂河网进行稳态和非稳态两种模式下的河网概化及河流动态进行了模拟,并在此基础上建立了该区域的泵站、电排及闸门等水工构筑物的联合配水优化调度及防洪决策支持系统。结合当地防洪经验和条件提出了该区域不同雨水情条件下的优化调度方案。研究表明,该防洪决策支持系统可对各水工构筑物进行准确直接调控,因而对长江中下游复杂河网地区的防洪减灾及水资源和能源的优化利用具有较明显的实际应用效果和社会经济效益。     

WASP5水质模型在平原河网区的应用

以平原河网区水环境为研究对象,选择了WASP5系统作为平原河网水质模拟的基本工具,针对WASP5系统自带的DYNHYD5水动力模型功能的局限性,以及平原河网水力调控系统复杂的特征,选择了具有产汇流模拟、闸坝控制模拟及河网水流模拟等功能的三级联解平原河网水动力模型。通过利用C++语言编程,实现了三级联解平原河网水动力模型与WASP5水质模型的耦合,使之可以应用于平原河网水环境的模拟。并把研究成果运用到实际引调水工程中去,模拟引调水工程中不同实施方案下的环境效益,为引调水工程实施方案的确定提供了理论依据。     

引配水对京杭运河杭州段水质的改善预测

根据平原河网的水动力和水质特点,建立了运河水系河网水质模型,并利用2007年该运河水系河网的实测水位及水质资料对模型进行验证。进行了杭州市主城区引配水方案下的水动力计算,并对设计水动力条件下的运河水质进行预测。结果表明,杭州市主城区引配水方案实施后,运河干流及主要支流水质将有较大改善。     

典型约束型河网规划

以常熟市尚湖镇虞西片区的典型约束型河网为研究对象,采用河网水动力模型对约束型河网的结构连通性和河流水资源调配进行了规划研究。结果表明,控制条件下,采用空间结构连通和河网水流计算相结合的方法能充分满足尚湖镇虞西河网水资源分配需求,优化局部河系功能;通过多方案的河网水资源配置,望虞河多口门引水和锡北运河套闸联合调度方案能充分增强河网流动性,保证各水系功能区内水资源需求平衡和潜在的生态环境需水。该方法还能为水系调整提供合理的河道工程规模和设计参数,为保护约束型河网提供技术支持。     

基于DEM的河网河段编码方法

25万地形数据库DEM数据作为数据源，借助于Arc Hydro Tools 9.2 工具生成与实测河网对应的集水面积；然后介绍了一套合理高效的河网编码方案，解决了标准河网、分叉河网、十字形河网和“H”形河网的编码方法,这套编码方案能够明确河网的拓扑结构，使定位河网中的河段更为简单。最后将此方法应用于辽河流域浑河水系进行编码实践。结果表明：基于河段编码方法具有很好的扩展性，编码效率高，且有利于计算机处理。     

长江中下游防洪模型研究 ——关键技术问题初步探讨

 为了深入研究三峡工程建成后长江中下游干流河道及湖区河网的泥沙运动、江湖关系变化、洪水演进等问题，拟建长江防洪模型，同时利用数学模型计算和原型资料分析对模型中主要关键技术如河网中非恒定水流数值模拟技术、实体动床模型模拟技术等进行了初步研究。提出了如何确定变态模型泥沙悬移相似条件、天然河流泥沙起动流速值、水流挟沙比尺λs等问题，并探讨了解决这些问题的途径。     

遗传算法在河网糙率参数反演中的应用

确定糙率参数是河网水流数值模拟的关键问题.该文基于与河网水动力学模型耦合的遗传算法建立了河网糙率参数优化反演模型,并应用于韩江三角洲河网的糙率参数反演中.结果表明,遗传算法在河网糙率参数的反演中是可行的,且具有精度高、收敛快和易于计算机实现的优点,有效地克服了试错法和传统优化反演方法的缺陷.