基于MIKE FLOOD模型的西北城市河道橡胶坝群洪水风险分析研究

由于西北城市河道比降大,暴雨和山洪形成河道洪水突发性强,河道橡胶坝群的修建改善了城市生态环境,同时也客观上增大了城市洪水风险.基于MIKE FLOOD水动力学模型,对西北城市橡胶坝群河道典型案例进行了一二维耦合水动力学模型计算,研究了在河道遭遇大洪水时橡胶坝群未塌坝运行的洪水动态演进情况,定量计算了对城市可能造成的淹没情况以及洪灾损失,指明了橡胶坝群未按照防汛预案采取度汛措施而造成的潜在洪水风险,并且提出了降低城市河道橡胶坝群洪水风险的建设管理措施.     

考虑橡胶坝影响的水动力学模型

为提高含堰坝河段水动力模拟精度,建立考虑橡胶坝复杂调度条件的水动力学模型。基于Preissmann四点隐式差分格式离散方法,构建橡胶坝数值模拟计算流程并进行逻辑判断,采用替代法思想处理含有橡胶坝的河道,求解一维河道水动力学离散方程组。用淠河流域下游六安城区河道橡胶坝的实际洪水过程对模型进行验证,针对近年来淠河流域发生的典型洪水过程,分别对橡胶坝塌坝与不塌坝两种不同工况进行数值模拟。结果表明：考虑橡胶坝塌坝模拟的计算结果可以较好地拟合淠河流域的实测数据,模型可以有效模拟橡胶坝调度影响下的洪水演进过程,提高洪水期间的模拟精度。     

基于数学模型的沂河橡胶坝群塌坝方案

采用mike11软件建立了沂河水流数学模型,运用实测资料进行了模型验证,选取沂河、祊河等6座橡胶坝进行了单坝的泄流过程计算,依据橡胶坝的调度原则,开展了橡胶坝群的联合运用研究.结果表明:在考虑全塌坝时间均为4h条件下,橡胶坝群联合运用后下游临沂断面洪峰流量1427 m3/s较小埠东单坝塌坝时的洪峰流量1414 m3/s增幅小于1％.当临沂断面以上所来洪水的预见期在8.95 h以上时,给出的2012年洪水条件下橡胶坝的塌坝方案可提前下泄橡胶坝拦蓄的水量而不增大洪峰流量.     

橡胶坝塌坝最大泄流量快速估算方法

橡胶坝塌坝产生的最大泄流量是汛期橡胶坝控制运用的关键,为了快速准确地计算橡胶坝塌坝产生的最大泄流量,依据橡胶坝坝高、河道比降、蓄水量、坝长及塌坝时间等因素组合了102个塌坝方案,模拟计算了塌坝产生的最大泄流量。分析表明,橡胶坝塌坝产生的最大泄流量与坝长、蓄水量、河道坡度、坝高、塌坝时间等因素有关。在此基础上,利用统计分析方法建立了橡胶坝塌坝产生的最大泄流量估算经验公式,该公式包括了蓄水量、塌坝时间、坝长、坝高、侧收缩系数等因素。经验证该公式具有快速、准确的特点,方便实用。     

基于改进遗传算法的梯级橡胶坝调度优化

为解决城市河道中梯级橡胶坝的优化调度问题,求解出较为合理的塌坝泄流方案,保障河道行洪安全,根据橡胶坝塌坝泄流计算原理,以限定时间范围内最小泄流量为目标函数,建立梯级橡胶坝调度优化模型,并采用线性加速选择函数与改进的自适应交叉、变异函数,改进传统遗传算法(GA),进行模拟运算,求解最优塌坝方案。改进的遗传算法(IGA)收敛速度快、稳定性强、程序运算时间短,能高效精确地计算出符合客观实际要求的梯级橡胶坝优化调度方案,具有一定的工程应用价值。     

红城县橡胶坝调度方案浅析

根据支流汤河汇入白河情况分3段计算出汤河设计洪水、汤河汇合以上白河设计洪水和汤河汇合以下白河设计洪水.通过橡胶坝塌坝形成的洪水过程及洪峰流量分析、暴雨洪水预警与塌坝洪水分析、橡胶坝调度影响分析、橡胶坝调度运用原则,研究红城县9座橡胶坝的合理调度方案,协调防洪与蓄水矛盾,充分利用雨洪资源,降低蓄水带来的防洪风险.     

渭河咸阳城区段水景观工程五坝联合塌坝方案探讨

渭河咸阳城区段水景观工程三级五坝塌坝泄流若与上游洪水叠加,将增加河道行洪风险。采用溢流堰过流能力计算公式和水量平衡原理来分析梯级坝之间的塌坝泄流过程。对渭河咸阳城区段三级五坝制定多种塌坝方案,以塌坝时间和塌坝间隔时间为控制变量、以塌坝泄量最小为目标函数建立模型,提出最优塌坝方案:2~#气盾坝塌坝时间1 h、1~#副坝1.5 h、3~#气盾坝1小时,2~#气盾坝先塌,间隔1小时后1~#副坝开始塌坝,再间隔1.5 h后3~#气盾坝开始塌坝。三级联合塌坝后2~#气盾坝断面最大下泄流量692 m3/s;"咸阳湖"北槽2~#橡胶坝、1~#橡胶坝塌坝时间1.5 h,在南槽三级蓄水坝完全塌平后开始塌坝,塌坝后2~#橡胶坝最大泄量628 m3/s。可为类似工程防汛调度提供参考。     

抚顺市将军橡胶坝船闸施工导流和水流控制

施工导流是水利工程施工中的重要环节,是确保工程施工能否顺利进行的关键,本工程位于大伙房水库下游,河道流量受水库的控制,除汛期及灌溉期水库放水外,平水期河道流量约为150~388 m3/s,如橡胶坝塌坝,主河道内水位仅能达到0.5 m左右。文章提出了将军橡胶坝船闸施工导流和水流控制的标准。     

涞源县滨湖新区梯级橡胶坝塌坝泄流过程分析

拒马河涞源县滨湖新区段河道治理工程共建成泉坊、石门两座橡胶坝,为确保汛期塌坝河道行洪安全,采用溢流堰过流能力计算公式按照逐时段演进法和水量平衡原理分析梯级坝之间的塌坝泄流过程,为橡胶坝联合调度方案的制定提供依据.     

沂河梯级橡胶坝防洪对策探讨

沂河是一条季节性较强的山洪河道,橡胶坝群对于雨季河道行洪有一定的阻碍作用,如何科学合理的运行橡胶坝群,确保对洪水的影响减少到最低程度,又能发挥橡胶坝群巨大社会效益,是管理部门需要认真研究的问题。结合沂河橡胶坝防洪的现状,对沂河梯级橡胶坝防洪影响及危险进行分析,提出构建橡胶坝防洪调度信息化管理平台、制订梯级橡胶坝联合控制运用方案的治理策略,促使沂河梯级橡胶坝发挥最大防洪效益。     

汾河太原段梯级橡胶坝调度运用方式研究

汾河干流太原城区段三期治理工程建成后,上下游橡胶坝形成了连接水面。为确保汛期塌坝时下游河段防洪安全,通过分析计算最大下泄流量、塌坝时间和洪水波传播速度等调度运行限制条件,根据梯级橡胶坝不同塌坝顺序、时间进行多方案调度的设计及计算,选定了合理可行的运行方案。     

一种新型复合坝在城市河道中的成功运用

提出了一种橡胶坝与液压升降坝组合的新型复合坝。通过工程近三年来的运行观测,实践证明该种坝型运行安全可靠。复合坝解决了橡胶坝频繁升、塌坝影响坝袋使用寿命的突出问题,为橡胶坝在南方丘陵地区城市河道上的推广使用提供了一种新的设计思路。     

基于橡胶坝群的联合调度运行方式研究

橡胶坝群是指分布于河道上下游的阶梯状跨河蓄水建筑物群,对城市生态景观建设、地下水回灌、农业灌溉、水力发电等发挥着不可替代的作用。文章以细河阜新段已建16座橡胶坝群为例,通过分析河道景观蓄水与主城区防洪、下游地区与主城区对塌坝时间要求的矛盾,初步探讨了汛期联合调度方方式及其存在的技术难点,并考虑相关原则原则提出汛期联合调度运行方式。     

梯级橡胶坝塌坝泄流计算仿真系统

针对梯级橡胶坝塌坝泄流计算过程比较复杂、烦琐的问题,利用VFP语言编制了梯级橡胶坝塌坝泄流计算仿真系统。计算结果表明:在输入橡胶坝的坝高、净宽、侧收缩系数、塌坝时间等参数的基础上,该仿真系统能精确、快速地推算梯级橡胶坝不同塌坝方案的塌坝泄流过程和最大泄流量,从而能够尽早预测塌坝产生的"人造洪峰",对于橡胶坝工程的设计和梯级橡胶坝汛期控制运用方案的编制具有一定的参考意义。     

橡胶坝自流式坍坝排水时间计算

充水式橡胶坝广泛用于防洪、灌溉、发电、航运、挡潮和环境美化人工湖等方面。橡胶坝一般建在行洪河道或溢洪道上,若遇突发洪水,如排水时间过长,就不能及时坍坝,可能造成洪水漫滩或漫坝,带来诸如坝袋超压破裂或库区淹没等严重后果。因此橡胶坝确定合理的排水方式尤为重要。充水橡胶坝的排水方式有自流式、动力式和混合式三     

七台河市城市防洪工程壅水建筑物设计综述

根据河道壅水建筑的作用和特点,一般都采取溢流坝、翻板闸和橡胶坝3种建筑物结构形式,但橡胶坝正常运用时,坝袋充水胀起,成为壅水坝,并可坝顶少量溢流,当洪水期坝顶水深超过规定水深时,坝袋放水,坍平泄洪,不影响河道正常泄洪。优点较美观,运行操作方便。     

梯级橡胶坝群汛期防洪调度优化方法

汛期防洪调度是一类多目标、多阶段、多约束的复杂决策问题,合理控制不同层级橡胶坝的下泄水量是高效防洪调度的关键,提出梯级橡胶坝群汛期防洪调度优化方法。在考虑橡胶坝群周围水域环境的情况下,确定梯级橡胶坝群的组合形式;利用Copula函数估算梯级橡胶坝群汛期水量,计算单个橡胶坝汛期泄洪能力;优化求解梯级橡胶坝群塌坝泄洪调度量,确定防洪调度过程中需要塌坝的梯级橡胶坝数量;通过弧形开合状态的控制,实现梯级橡胶坝群汛期防洪优化调度。实测分析结果表明,在研究区域汛期时段内,通过优化设计防洪调度方法的应用,下游水位最大值为137 m,洪峰流量为652 m³/s,与传统防洪调度方法相比超限量更低,即防洪调度效果更优。     

橡胶坝袋在山区河道上的应用

去年汛期,栾川县伊河流域普降暴雨,伊河城区段产生特大洪水,河道上已建的3座橡胶坝袋受到洪水冲击和砂石碰撞。3座橡胶坝袋由3家企业生产,第一座坝袋顺坝轴线方向全部撕裂而报废,第二座坝袋孔洞密布,必须拆除运到厂家修补,而第三座由衡水佳兴工程橡胶有限公司生产的坝袋却基本完好,经受了特大洪水的考验。     

武烈河橡胶坝设计与保护

武烈河12道橡胶坝建设中采取堵头式无搭接彩色橡胶坝;坝和基座采取楔块式锚固方式;基座采取了深浅槽设计;计算机控制坝内压力,实现了自动化管理。但由于武烈河上游土壤侵蚀较严重,每年发生季节性洪水,造成河道淤积,需要采取多种措施加强对橡胶坝的保护。     

基于串并联关系的橡胶坝群调度研究

橡胶坝有利于汛期蓄水,但对城市及下游防洪有一定影响。为减少橡胶坝对防洪的影响,以张家口市赤城县为案例,通过建立串并联橡胶坝模型并分析满库及半库情况下遭遇洪水时橡胶坝的塌坝情况,对解决防洪调度中存在的问题,协调防洪、蓄水与景观的矛盾,降低防洪风险有重要意义。