联安围防洪保护区洪水演进模拟分析EI北大核心CSCD

针对联安围防洪保护区地形多变,水系复杂的特点,以水力学方法为理论基础,构建了一维水流模型与二维非恒定流模型水动力耦合的洪水模拟模型,综合考虑研究区丘陵地形、不同重现期洪水、防洪系统薄弱堤段等组合情景,进行基于情景方案的河道溃决洪水演进模拟及风险分析,模拟不同情景下保护区内的淹没面积、水深、溃口流量过程和洪水演进过程。结果表明,该模型能综合反映溃堤洪水造成的影响,可为洪水灾害的预警提供技术支持。     

西辽河右岸(吉)防洪保护区洪水风险图建模研究

文中洪水分析采用MIKE ZERO系列洪水模拟软件。其中:采用一维非恒定流模型模拟河道洪水演进过程;采用美国国家气象局DAMBRK方法计算溃堤洪水;采用二维非恒定流模型模拟淹没区的洪水演进过程。将河道一维非恒定流模型、溃堤模型和淹没区二维非恒定流模型相互耦合、联立求解,以模拟堤防溃决对防洪保护区的影响。经验证,模拟结果与调查资料基本符合。     

水流数值模拟在滞洪区中的应用

滞洪区行蓄洪水时,水流形态复杂,传统的一维恒定、非恒定流计算方法将不满足要求,二维非恒定流数学模型能够较为准确地全面模拟计算域内水流的运动、水位的变化过程、冲淤情况等。在介绍二维非恒定数学模型原理的基础上．对崔家桥滞洪区行蓄洪水过程进行了模拟,并结合实际工程项目,对石郑客运专线铁路桥和锦郑成品油管道穿越崔家桥滞洪区的修建工程前后．进行了域内洪水演进、淹没及工程位置处流速状况的计算分析,为防洪评价提供了科学依据。     

基于SWMM模型的南旱河流域洪水风险分析

洪水泛滥、积水内涝对城市发展的影响愈发严重。通过建立城市雨水管理模型开展洪水风险分析。基于SWMM模型,模拟北京南旱河流域洪水过程,并采用多种方法验证模型的适用性。在不同降雨重现期情景分析的基础上,基于出口闸控泄情况组合不同模拟工况,分别模拟分析南旱河流域洪水过程和淹没范围。在洪水风险分析基础上给出了流域防洪减灾工程措施和非工程措施建议。     

洪水演算通用模型（FLDWAV）

一种新的模拟非恒定流模型FLDWAV,已由国家气象局研制出来.应用时,既可采用微型、小型计算机,也可采用大型计算机.这种模型是打算取代现行的DAMBRK、DWOPFR模型的,因为它除具有后两者的综合功能外,还提供一种经过改进的便于用户应用的新的水力模拟功能.FLDWAV模型是以圣维南一维非恒定流方程与一系列的内边界条件的隐式有限差分法为依据,用于模拟各种不同形式的水工建筑物所控制的非恒定流.这种水流不论在单一河流中还是在纵横交错的复杂水系中(还得考虑河道的弯曲性)都可能发生.从牛顿水流(不含杂质)到非牛顿水流(含淤泥、杂质、矿渣等),其型态的变化不受时间和地点的任何约束,它可以从缓流变成急流,或从急流变成缓流,也可以从无压流变成有压流.特殊模拟的性能包括,随时间变化的堤坝溃决,堤防漫顶和开裂、随时间变化的闸控出流、各式溢洪道泄流、桥涵或护堤、挡潮翻板闸门、单独的滞洪区和(或)抽水区(包括单个水泵的特性曲线)以及与河道相连或与邻近蓄洪池相连的洪泛区蓄洪池在输水时的自由出流或淹没出流.对单一河槽或树枝状水系来说,FLDWAV可进行自动校正;曼宁系数随地点和水深不断变化,通过对曼宁系数的有效自动调整,就可达到上述校正目的.该模型还能自动选择临界计算时间及距离步长.数据既可以成批输入也可以对话式输入;输出结果可以是表格,也可以是图形.输入或输出单位用英制或用公制均可.FLDWAV可广泛用于各种非恒定流中,包括枝状河系的实时洪水预报,管涌失事和可能最大洪水漫顶引起的堤坝溃决分析,河道整治设计,洪水保险研究时的洪泛区绘图,灌溉系统设计,泥石流淹没绘图以及暴雨排水的设计.     

多源洪水耦合模型在防洪保护区洪水分析中的应用

针对防洪保护区单一洪水风险分析的不足,以一、二维非恒定流基本控制方程为理论基础,采用有限体积法对网格进行离散求解,建立溃堤洪水和暴雨多源洪水耦合的数学模型。在一、二维模型的链接处选用堰流公式实现河槽与保护区水流的实时交互,借助干湿水深理论对模型进行优化,利用遥感影像解译处理保护区内复杂地形条件下糙率对洪水演进的影响,概化处理区域内道路和过水涵洞对洪水的阻水或导水作用,并利用历史实测洪水资料进行模型验证。将验证后的模型应用于淮河干流凤台段防洪保护区多源洪水运动耦合模拟,分析了单一洪水与多源洪水对防洪保护区的损失比较结果,说明该区域受暴雨内涝影响较为严重。     

河道外非防洪建设项目洪水淹没分析方法的探讨

淹没分析是洪水影响评价的一项重要内容,如何快速、准确地预测、模拟洪水淹没区域,分析评价建设项目受到的洪水淹没风险具有重要的意义.根据洪水淹没的机理,提出了基于GIS技术和洪水演进法计算洪水淹没范围和淹没水深的方法;并以北京市海淀区某流域为研究区,分别应用2种方法进行了洪水淹没风险分析,为开展河道外非防洪建设项目的洪水淹没分析提供参考.     

基于MIKE软件的海城河洪水风险分析研究

为探清河流发生超标准洪水时的淹没范围,基于MIKE软件构建了海城河干流及其洪水可能影响区域的水流数值模型,对模型参数进行合理设置,利用2012年典型实测洪水过程进行模型参数率定。选择2个堤防溃口进行超标准洪水演进计算分析,得出不同方案下的洪水淹没水深、淹没范围。研究结果表明,该软件模拟精度高,拟合效果好,洪水淹没空间分布合理,可为河流洪水风险分析提供科学计算工具。     

滨海山丘区城市小流域设计洪水计算方法研究

我国滨海山丘区城市上游有山丘区,洪水下泄速度较快;下游受到潮水的顶托作用,内河洪涝水无法外排入海,洪涝灾害频发。城市化的进程也改变了原有下垫面的产汇流特性,既不能采用原有天然流域设计洪水计算方法,也不能采用城市排水的计算方法。论文针对快速城市化中的滨海山丘区的特点,分析了城市市政排水计算公式、水利推理公式和非恒定流法之间的区别,提出了利用推理公式、管道汇流和非恒定流法相结合计算小流域设计洪水的方法。以赣榆县柘汪-石桥片区为例,分别采用上述3种方法计算其设计洪水。结果表明:非恒定流方法的计算结果比推理公式方法小,该方法比较符合滨海山丘区的洪水特性,可为城市建设和河道规划提供依据。     

基于耦合水动力模型的药湖联圩区洪水风险分析

鄱阳湖赣江尾闾药湖联圩防洪保护区水系繁多,频繁受到洪水侵袭,因此极有必要对该地区开展洪水风险分析。建立了能够模拟溃堤洪水水流演进的一、二维耦合水动力模型,并利用糙率分区、河道地形还原等技术进行优化,提高了模型精度。将该模型应用于药湖联圩防洪保护区,计算区域采用非结构化三角形网格进行剖分,设定溃口发生瞬时溃堤,溃口流量满足水量平衡原理,演进结果合理可靠。对演进计算结果进行洪水风险分析,结果表明:鸡鸣洲、大王庙、司家闸溃口洪水淹没面积分别为10.62,56.67,18.36 km2,淹没分布基本遵从地形高低原则,保护区内的淹没水深基本都大于3 m,区内洪水淹没范围大小和影响人口数量与溃口位置有关。     

基于多类模型耦合的城市洪水风险 分析技术研究

基于城市洪水的特点,提出了简化的城市排水模型,并与SCS水文模型和二维浅水动力模型相耦合,建立了城市洪水风险分析模型。该模型能够模拟城市外洪、内涝或二者的组合,并以蚌埠市为例,开展示范研究,计算结果与实际情况相符,证明了模型的适用性.     

江山市新城区防洪水位的数值计算

江山港是江山市境内的主要河流。随着社会经济的进一步发展，江山市将开拓江山港两岸的新城区，由此提出新城区防洪规划的要求。首次利用一维非恒定流水动力模拟系统MIKE11建立了江山港这类山溪性河流的水动力模型。在江山港遭遇50年一遇的洪水时，采取水库调洪、河道切滩、河道疏浚工程措施下，利用该水动力模型，计算了新城区沿程洪水位，为江山市新城区防洪规划中的防洪工程设计提供科学依据。     

基于示踪方法的沿海城市内涝防灾方案研究

针对沿海城市日益突出的内涝灾害防治需求,开展基于示踪方法并考虑复杂河网系统水量交换的城市内涝防灾方案研究,以排水分区为分析单元,构建耦合示踪方法的城市内涝模型,显性化城市排水分区间复杂的水量关联性.以海口市龙昆沟排水系统为例,采用PCSWMM构建耦合示踪方法的城市内涝模型,结果表明:模型可定量识别内涝积水来源,得到不同...     

对抚州市城市防洪工程规划建设的思考

对江西省抚州市城市防洪治涝规划进行了概述,针对当前该市城市防洪工程规划建设现状和存在的主要问题进行了全面分析,并提出了一些思考,以求今后对城市防洪工程建设有一定的指导作用.     

福州市主城区洪涝灾害成因分析 及对策研究

根据福州市主城区水系信息,构建其行洪排涝数值模拟模型,并结合“龙王”台风时的实时 暴雨资料和调度资料及淹没范围,对模型进行了验证。进而,分析和评价了主城区水系行洪排涝能力 及水动力特征。从发生洪涝灾害的三种因素(致灾因子、孕灾环境、受灾体)分别分析了洪涝灾害成 因。在此基础上提出了福州市主城区洪涝灾害防治对策,并进行了验证。结果表明建议对策合理可 行,对类似城市具有借鉴意义。     

多闸坝分汊河流的洪水实时模拟和调度

采用一维非恒定水流数学模型耦合闸坝水力学模型,构建了可用于多闸坝分汊河流中场次洪水实时模拟和调度的模型。该模型分别对河流分汊、多闸坝泄水和断流进行处理,增强了模型的实时性和稳定性。基于该模型对北运河杨洼闸以上河道进行洪水模拟和调度,验证结果表明模拟结果令人满意。根据不同重现期场次洪水演进结果提出的调度方案为北运河重要闸坝的调度决策提供了技术支持。     

A SPLIT-CHARACTERISTIC FINITE ELEMENT MODEL FOR 1-D UNSTEADY FLOWS

An efficient and accurate solution algorithm was proposed for 1-D unsteady flow problems widely existing in hydraulic engineering. Based on the split-characteristic finite element method, the numerical model with the Saint-Venant equations of 1-D unsteady flows was established. The assembled finite element equations were solved with the tri-diagonal matrix algorithm. In the semi-implicit and explicit scheme, the critical time step of the method was dependent on the space step and flow velocity, not on the wave celerity. The method was used to eliminate the restriction due to the wave celerity for the computational analysis of unsteady open-channel flows. The model was verified by the experimental data and theoretical solution and also applied to the simulation of the flow in practical river networks. It shows that the numerical method has high efficiency and accuracy and can be used to simulate 1-D steady flows, and unsteady flows with shock waves or flood waves. Compared with other numerical methods, the algorithm of this method is simpler with higher accuracy, less dissipation, higher computation efficiency and less computer storage.     

下垫面变化对城市内涝的影响

采用美国农业部提出的SCS水文模型计算产流、二维非恒定流公式计算汇流、概化排水管网计算排水,构建了城市洪涝灾害积水模型。以蚌埠市为例,通过分析2006年与2014年的土壤及下垫面资料,确定产流关键参数,计算20年重现期降雨条件下的城市积水情况,对比分析了下垫面变化对内涝灾害的影响。     

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。     

我国沿海城市洪潮组合风险分析

针对沿海城市防洪安全和经济可持续发展的问题,从气候变化和人类活动两个方面对沿海城市洪涝事件的成因进行了归纳。以深圳市为例,选取大沙河上游西沥水库站和深圳湾赤湾潮位站为代表站,基于Copula函数,对深圳市洪潮组合进行风险分析。结果表明,虽然降水和高潮位的双阈值组合风险率小于单域值组合风险率,但深圳市同时遭遇暴雨和高潮位时所造成的城市洪涝灾害更为严重,经济损失和人员伤亡更为巨大;在城市防洪防潮排涝规划、设计时需更加关注降水和潮位的双阈值组合风险率大小。