基于熵权法的模糊物元模型在山洪防御能力评估中的应用

针对我国山洪灾害评估工作的需求,运用信息熵与模糊物元理论开展区域山洪防御能力评估研究。遴选山洪防御能力中关于风险性、基础应灾能力、监测预警能力和群测群防能力的16项指标构建评估体系,引用熵权法计算指标权重,采用模糊物元方法建立山洪防御能力评估模型。以历史灾情为基础验证资料,分析风险层指标的模型输出结果,后推广至山洪防御能力综合评估中,并与层次分析法评估结果进行对比。结果表明:德宏州各县域的山洪防御能力由高到低的排序为瑞丽市、陇川县、梁河县、盈江县、芒市,其中仅芒市山洪防御能力等级为低等水平,其余县域为中等水平,并与层次分析法评估结果一致。该模型计算简单、结果合理,实用性较强,适用于多因子评估问题。研究成果为我国山洪防御能力评估提供了新方法。     

基于分滞洪工程的中小河流洪水风险研究

太阳山开发区地处小河下游改道段至暖泉湖,受小河洪水威胁。考虑分滞洪工程,小河遭遇100年一遇洪水,通过建立一二维水动力耦合模型,分析开发区段小河河道漫溢和暖泉湖入湖洪水风险。研究得出,开发区受小河洪水漫溢,淹没风险较小;经过对暖泉湖调洪演算,暖泉湖水位并未超高,但洪水已接近路面。针对洪水分析成果,建议汛前做好小河河道和暖泉湖防汛检查工作,提高应急抢险能力。     

渐变溃口下的河道溃堤分流数值模拟计算

随着数值模拟方法的不断深入发展,建立一维水动力模型对河道进行数值模拟,可以得到良好的计算效果。将渐溃堤坝与一维模型进行耦联,形成了河道溃堤分流模型。对于单一河道非恒定流水力模型,采用Preissmann四点隐式差分格式进行离散,溃堤按逐渐溃决计算,将堤坝溃口模拟为梯形,溃决过程中溃口随时间线性增大。将建立的河道溃堤分流模型应用于宁夏西干渠,对西干渠银川段堤防溃决开展数值模拟,结果显示:模型具有较强的适用性,并能够很好地处理河道堤坝溃决的计算,可以为防汛抗旱工作提供数据支撑。     

溃堤洪水分析的一、二维水动力耦合模型及应用

建立一、二维水动力耦合数学模型以模拟溃堤洪水的演进过程,其中一维模型采用Preissmann格式离散,二维模型利用基于非结构网格的Roe格式离散。将道路、灌渠等特殊边界概化为宽顶堰并作线性处理,利用非结构网格与特殊边界的耦联,建立具有真实地形的耦合模型,并采用干湿水深理论对模型进行优化。将模型应用于黄河青铜峡河西灌区溃堤洪水的模拟,较为真实地再现了洪水在计算区域内的演进过程与淹没范围,体现了道路、灌渠等特殊边界的阻水效果与桥涵的过水效果。     

基于自然邻点插值计算的溃堤洪水二维模型

为了模拟溃堤洪水的演进过程,建立计算区域的二维水动力模型,采用基于非结构网格的Roe格式离散求解。针对保护区内存在线状地物等实际特点,将道路、灌渠渠堤等建筑物线性处理,概化为宽顶堰的形式计算,赋予实际高程,将其作为特殊边界与非结构网格耦联;采用自然邻点插值计算方法,将保护区与排水沟分区插值,还原区域内排水沟地形,通过以上方法,获得了具有真实地形的模型。将模型应用于青铜峡河西灌区四排口险工溃堤洪水模拟,有效模拟了道路、渠堤等特殊边界阻水和桥涵过水效果,以及排水沟内排水和入河口洪水倒灌过程,较为真实地反映了洪水在计算区域内的演进过程和淹没范围,具有较好的应用价值。     

溃堤洪水的二维水动力模型及其应用

为了减少堤防溃决造成重大的生命财产损失,加强防洪减灾非工程措施建设,建立了溃堤洪水的二维水动力模型,对溃堤洪水的精细化仿真模拟。该模型考虑了溃堤口门展宽变化,局部网格加密处理,并采用干湿水深理论与热启动技术对模型进行优化。将该模型应用于黄河内蒙段南岸灌区的溃堤洪水演进模拟,利用2008年杭锦旗奎素段实际溃堤数据对所建模型进行验证,结果表明:流场分布均匀且光滑,计算结果合理可靠,模型具有较高的计算精度及可靠性。采用该模型模拟了沙圪堵工程与奎素段堤防同时溃决的情形,并绘制了洪水风险图,为该地区防洪风险管理决策提供了重要的技术支持。