基于MIKE Flood的中小河流溃堤洪水演进数值模拟

针对水文资料缺乏的中小河流,以贵溪市罗塘河下游段为例,应用MIKE软件对河流溃堤洪水演进进行了研究。采用瞬时单位线法推求断面各频率的设计洪水,并将其作为洪水演进模型的输入;利用MIKE软件建立了贵溪市罗塘河下游段的一、二维耦合水动力模型,对该河下游段溃堤洪水演进过程进行了模拟;通过模拟分析,得到了溃口流量过程和堤防保护区洪水淹没过程。研究成果可为中小河流洪水风险分析和灾害损失评估提供技术支撑。     

基于MIKE模型的中小河流洪水风险分析

MIKE模型系列软件近年来在国内外得到了广泛应用,是业界洪水分析管理研究的良好工具.从洪水量级、溃口设置、溃决方式及方案组合4方面制定了巢湖流域丰乐河洪水分析计算方案,基于丰乐河河道实测断面及河道两岸圩区1:10000数字线划图和数字高程模型构建了丰乐河一维、二维水动力演进模型,对模型参数进行了率定和验证.对丰乐河界河...     

MIKE SHE分布式水文模型在广东省中小河流洪水预报中的应用展望

中小河流急需提高洪水预报的有效性与及时性。 MIKE SHE是基于物理过程的分布式水文模型,具有高度灵活性、操作简单、应用范围广泛等特点。该文在分析中小河流洪水预报研究现状的基础上,提出MIKE SHE在广东省中小河流洪水预警预报中的应用展望。     

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.     

基于MIKE FLOOD的洪泽湖周边滞洪区洪水演进模拟研究

基于实测断面资料建立了研究区的一维水动力模型,基于高精度DEM以及1∶10000地形图建立了研究区的二维水动力模型,并用MIKE FLOOD将一维模型和二维模型进行耦合,构建了洪泽湖周边滞洪区一、二维耦合的洪水演进数学模型。利用2003年历史洪水资料对模型参数进行了率定,并以2007年历史洪水资料进行了验证。以洪泽湖百年一遇设计洪水为模型上边界,二河闸、三河闸以及高良涧闸的现行调度方案的水位-流量关系为模型下边界,对洪泽湖百年一遇设计洪水方案进行模拟计算,当蒋坝水位达到14.33m时,洪泽湖周边滞洪区开始滞洪,得到开始滞洪后不同时段研究区内各类洪水风险要素的动态分布情况以及最大淹没水深、淹没历时,验证了模型的合理性,可用于蓄滞洪区洪水演算分析。     

基于MIKE FLOOD耦合模型的塔洋河下游洪水演进分析

海南省塔洋河下游段降水丰富,洪水灾害频发,急需构建该河段洪水演进分析模型,为科学防洪减灾措施制定提供支持。基于塔洋河下游河段实测断面资料与高精度DEM,采用MIKE FLOOD建立河段一维水动力模型和两岸洪水威胁区二维水动力模型并实现两者的实时动态耦合,模拟分析下游河段50年一遇洪水漫溢演进过程及淹没风险,计算不同时段内洪水淹没范围和水深分布,并从水量平衡和流场分布等角度对计算结果进行合理性分析。结果表明,所建模型能够有效模拟塔洋河下游洪水演进过程及风险分布特征,计算结果较为合理可靠,可为区域防汛指挥、洪水风险管理与防洪预案制定等提供重要基础信息。     

基于MIKE FLOOD的城区溃坝洪水模拟研究

大坝安全不仅影响工程效益,还影响人民的生命和财产安全,溃坝洪水模拟可以对水库大坝的失事影响做出评估,对制定应急预案和防洪减灾具有重要意义。以深圳市龙华新区民治水库及下游片区为研究对象,基于MIKE FLOOD将MIKE11模型和MIKE21模型进行动态耦合,对溃坝洪水在下游的演进过程进行仿真模拟。模型采用瞬间溃(瞬间部分溃和瞬间全溃)以及逐渐溃两种溃决方式,分别模拟4种工况下的溃口流量过程线以及下游洪水演进过程。结果表明:瞬间溃的洪峰流量较大,出现在溃坝开始时刻,而逐渐溃的洪峰流量相对较小,出现在渗透破坏变形发展至上部坝体坍塌时刻,之后均随库区水位逐渐降低,下泄流量变小,直至库区水体排空。溃坝洪水对上游地区横岭村附近破坏较大,淹没水深较深。民治河中游段居民和商业区附近洪水流速接近5 m/s,对建筑物有一定破坏力,左侧向南村地势较低,淹没情况最为严重,并且在洪水消退后仍有3 m左右积水。民治河下游地区在洪水消退后也有少量积水。     

基于MIKE FLOOD耦合模型的洪水淹没风险分析:以北京市某科学城为例

为科学制定城市空间发展及相关规划,对城市暴雨洪水进行精细化模拟,以北京市某科学城为例,利用MIKE FLOOD平台,基于基础地理、河道断面、闸坝工程、暴雨洪水、防洪规划及调度等数据构建了河道一维、研究区二维的大尺度、高精度耦合模型,模拟范围包括山区120 km²、平原区267 km²。根据设计洪水和2021年潮白河生态补水实测数据进行了模型参数率定和验证,准确模拟了现状和规划情景下的河道洪水漫溢及洪水淹没情况。结果表明：模拟水位与率定及验证水位差均不大于0.20 m,纳什系数接近于1,均方根误差较小。模型对包含山区和平原区的大区域范围及精细化河道断面和网格尺度模拟结果较好,适用于科学城洪水淹没风险分析。现状条件下,科学城内仅沙河牤牛河基本满足20 a一遇防洪标准,20 a、50 a和100 a一遇洪水条件下科学城淹没面积分别为0.45 km²、0.76 km²和3.06 km²,淹没主要集中在沙河中游部分河段以及沙河、雁栖河下游入河口处两岸。规划条件下,科学城内河道基本满足防洪...     

防洪保护区溃堤洪水模拟分析

为降低堤防溃决造成的重大生命财产损失,基于MIKE软件建立东鱼河南片(苏)防洪保护区一、二维水动力耦合模型,沿复新河堤防设置溃口1和溃口2,模拟复新河遭遇20 a一遇和50 a一遇洪水以及同频率暴雨下单个溃口的溃堤洪水在防洪保护区内的演进。对溃口流量过程、洪水演进图、最大淹没水深图进行分析,结果表明:随着溃堤洪水量级增大,淹没程度提高;同频率来水条件下,位于地势较低处的溃口1产生洪水的风险更大,是防洪的重点。     

潮白河左堤防洪保护区洪水风险分析

本文应用MIKE软件对潮白河左堤保护区构建模型,实现河道洪水传播与保护区洪水演进的同步交换与实时模拟,模拟了防洪保护区不同方案的洪水演进过程,进行相应的洪水风险分析,为保护区洪水损失估算、避洪转移等提供数据支撑,并为洪水风险图的绘制提供数据支撑。     

江西省中小河流洪水风险评价研究

为了评价中小河流的洪水风险,借鉴国内一些相关研究成果,基于层次分析法,提出了中小河流洪水风险评价指标的选择原则,提出了1个系统层、4个子系统层和10个要素层的中小河流洪水风险评价指标及其评价方法。将所建立的层次分析模型应用于江西省乌江流域洪水风险评价的研究,得出了乌江流域防洪高风险、较大风险、一般风险、低风险、无风险各种情况下的概率。经综合分析,评价结果符合乌江流域的实际情况。     

雨量输入对分布式流溪河模型中小流域预报精度的影响

中小流域由于资料欠缺、洪水汇流时间短、水量集中等特点,导致其洪水预报难度大,预报精度低。针对我国中小流域的洪水预报精度有待进一步提高的问题,为了让分布式水文模型在全国广泛投入实际应用,选取四川省达州市清溪河流域作为了研究对象。采用流溪河分布式水文模型,从降水量入手,讨论雨量数据对模型结果的影响,探讨满足预报精度所需的雨量站布设密度条件,并将得到的洪水模拟结果与传统预报模式下的洪水模拟结果进行对比分析。结果表明: 12 场洪水中,确定性系数在 80%以上的洪水有 10 场,占比 83. 33%,其中 11 场洪水的洪峰误差小于 20%,合格率为91. 67%,峰现误差合格率达到 100%。因此,流溪河分布式水文模型对于中小流域的洪水预报具有较强的适用性,模拟结果较好。中小流域不同雨量站的降水差异明显,降水总量和雨型的差异对模型输出结果影响较大,当前提高预报精度的重要措施是提高基础数据的质量。清溪河流域雨量站布设密度达到 86 km2 /站时已基本满足该流域流溪河模型预报的要求。现阶段我国许多地区雨量站布设密度已达到较高水平,采用流溪河模型等分布式水文模型进行中小流域洪水预报变为可能。     

基于流域系统整体观的城市洪涝治理研究

针对传统城市洪涝治理洪、涝孤立考虑的弊端,在广州市2020年"5·22"特大暴雨洪涝成因分析的基础上,提出了"洪涝同源"的流域系统整体观,建立了统一市政和水利设计雨型的"大包小、长包短"方法,构建了"城市海绵-市政小排水系统-水利大排水系统"耦合的城市洪涝模拟模型。以广州市某区域洪涝治理为例,研究表明,基于流域系统整体观进行工程布局优化,既满足高度城市化地区经济性和约束性原则,也可实现系统治理、整体达标,有效避免了传统洪涝分治模式存在"因洪致涝、因涝致洪"的弊端,为我国城市洪涝治理提供了新思路。     

考虑上游中小型水库影响的北方地区洪水预报方法研究

流域内许多中小型水库的存在改变了流域原始的产汇流机制,对于北方干旱半干旱地区的影响更为明显。本文在适用于北方干旱半干旱地区的大伙房流域模型基础上,结合流域前期降雨、蒸发、小水库群控制面积、兴利库容等资料,定量估算中小水库群的拦蓄作用;考虑中小型水库群对不同土壤湿润程度、不同降雨分布和不同累积降雨的洪水汇流过程的影响,建立改进的大伙房流域模型,并应用于烟台市门楼水库流域。结果表明:改进后的大伙房流域模型能有效地提高门楼水库洪水预报精度和合格率,为该水库的防洪调度提供科学依据和技术支撑。     

基于马尔可夫链的北京市546年来的旱涝演变特征

基于北京546年的旱涝资料,通过Mann-Kendall检验、滑动t检验等方法,分析得到不同旱涝变化趋势,并使用马尔可夫链研究了整体和每个趋势各状态间的转移概率以及重现期。研究表明北京地区旱涝灾害具有明显的趋势性,整体呈现"涝-旱-涝-旱"波动,局部有旱涝急转的现象。1470-1579年整体偏涝,转向偏涝年份的概率最高(31.3%);1580-1768年整体偏旱,转向正常年份的概率最高(34.3%),且容易发生多年连旱;1769-1898年整体偏涝,转向正常年份的概率最高(41.5%),且旱涝灾害发生概率基本相同;1899-1961年由涝转旱,转向偏旱年份的概率最高(35.1%);1962-2015年整体偏旱,转向偏旱概率最高(29.7%),且容易发生多年连旱。对546年旱涝整体分析,旱涝转移趋向于正常,但整体处于一个偏旱的状态。     

长江中下游超标准洪水情景风险分析

流域发生超过其时现状防洪标准洪水的可能性和不确定性长期存在。未来气候变化和社会经济发展共同作用下,超标准洪水的影响会更加严重。本文针对长江中下游干流防洪区,综合采用情景分析、水文分析、洪水淹没和影响分析等方法,设定了未来到2035年、2050年和2100年的1000年一遇超标准洪水共9个情景方案,其中,3个未来年份情景下的降雨径流分别按较现状增加5%、10%和15%考虑。通过分析得出,在未来气候变化和社会经济发展组合情景下,长江中下游干流防洪区遇1000年一遇洪水,2035年、2050年和2100年淹没区受影响人口将由基准年(2020年)的1768万人分别增加到2888万人、3536万人和3065万人,经济损失将由基准年的12669亿元分别增加到30533亿元、52599亿元和87264亿元。淹没区受影响人口最多可达现状的1.52倍,直接经济损失最大可达现状的6.89倍。现状防御体系在面对未来超标准洪水情景时必将更加脆弱,分析结果可以为流域制定长期可持续的应对未来变化条件下的防洪减灾策略提供参考。     

基于天文效应的流域性特丰水年预报方法及应用

针对造成水库特丰水年的天文条件问题,为了提高水库特丰水年预报结果的可信度,以国家电网公司调度区域内的15座大型水库特丰水年为研究对象,选用太阳黑子相对数、月球赤纬角2个天文因子,采用点聚图法,绘制水库年入库流量与太阳黑子关系分布图、水库年入库流量与月球赤纬角关系分布图、水库年入库流量天文效应区图,分析水库特丰水年在特定天文条件范围内的聚类关系,使15座水库特丰水年平均出现概率提高到正常出现概率的5.1倍。结果表明:水库的特丰水与太阳黑子、月球赤纬角密切相关,在特定的太阳黑子、月球赤纬角范围内高频率发生;基于流域同步性分析,从形成特丰水年的天文条件、天文周期、可公度结构等方面,预报2020年发生1964年型全国多流域水库特丰水、流域大洪水的概率大。     

平原地区城市湖泊防洪与景观功能协调研究——以枝江市金湖为例

为了使城市湖泊尽可能滞蓄雨洪、发挥景观功能、打造良好的居民"亲水空间",以枝江市金湖为例,根据金湖主要泄洪渠道的实际情况,利用Mike 21模型模拟计算汛限水位值,按照景观水位确定大、小洪水工况下合理的水位。在此基础上,提出传统的静态景观水位与改进的动态景观水位两种方案。结果表明:以50年一遇、30年一遇为代表的大洪水工况下合理景观水位为40.7 m,以20年一遇、10年一遇为代表的小洪水工况合理景观水位为41.3 m;静态方案采用50年一遇洪水计算结果为标准执行,将40.7 m作为金湖固定的景观水位;动态方案水位可在41.3~40.7 m之间波动;金湖适宜采用动态景观水位运行方案,水位可在40.7~41.3 m之间波动;根据短期预报及历史监测资料分析后合理调度,将41.3 m作为金湖常水位,确定预测洪水大小后调整水位迎战洪水。据此,可在充分利用水资源的同时有效协调景观高水位需求与防洪之间的矛盾。