水工数值模型在河道洪水验算中的应用

文中利用DHI开发的MIKE11、MIKE21软件分别建立现状堤防条件下的一、二维洪水演进模型。由于河道存在着一维特性,通过对河道内洪水演进进行一维数值模拟,二维数值模拟耦合,取得了较好的效果。在对河道一维洪水数值模拟中,可以看出,一维模型建模简单,可以随时根据河道断面更新数据对模型进行修改,同时模拟时间较短,可以为河道整治,防洪规划提供科学依据。二维数值模拟所需资料多,精度高,可以校核一维洪水数值模拟结果的准确性。     

吉林省饮马河洪水演进数值模拟研究

为评估吉林省饮马河洪水风险,构建MIKE 11和MIKE 21一、二维耦合洪水演进数值模拟模型,利用2010年德惠水文站汛期实测洪水过程和已有水面线成果对模型重要参数进行验证,使模型具有较高模拟精度。以陈家崴子溃口20年一遇洪水方案为例进行洪水分析,经淹没区和耦合模型两方面水量平衡分析,说明模型模拟结果合理且可靠。     

MIKE FLOOD耦合模型在杭嘉湖流域嘉兴地区洪水风险图编制工作中的应用

中国是世界上受洪涝灾害影响最为严重的国家之一,随着社会经济的快速发展,洪灾损失也越来越严重。我国正将防洪策略从洪水控制向洪水管理进行转变。洪水管理需要进行洪水风险分析,数值模拟则是洪水风险分析的一个重要手段。依托全国洪水风险图编制试点项目(二期)工作,以浙江嘉兴地区为研究对象,运用MIKE11软件建立该区域一维河网模型,模拟河道水位变化情况。再运用MIKE 21软件建立该区域二维模型,模拟暴雨情况下的洪水演进过程。最后运用MIKE FLOOD耦合模型,模拟河道溃堤洪水在区域内的演进情况,分析洪水风险,为嘉兴地区洪水风险图编制工作提供技术支撑。     

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。     

基于MIKE的吉林市城区洪水分析模型

分别应用MIKE11、MIKE21和MIKE URBAN构建松花江干流和支流一维河道水动力模型、吉林市城区二维水动力学模型和一维管网模型,采用MIKE FLOOD将一维模型和二维模型进行动态耦合,构建耦合洪水分析模型。经过对一维河道模型和城市管网模型的参数率定与验证,证明了该洪水分析模型的合理有效性。基于该洪水分析模型的二、三维洪水风险图和管理系统,可为吉林省防汛抗旱指挥工作提供科学有效的技术支持。     

MIKE模型在北京市平原河道洪水风险分析中的应用

北京市西北东三面环山,平原区易受上游山区洪水、本地涝水影响,属于洪涝灾害的易发区、洪水风险的高发区,开展洪水风险研究至关重要。本文采用MIKE建立丁家洼河一、二维耦合水动力洪水淹没模型,模拟不同重现期洪水淹没,并利用"7.21"洪水进行了验证,结果表明MIKE模型模拟成果可作为北京市平原河道洪水风险分析的依据。     

大清河洪水溃堤及漫溢风险分析

文章以辽宁省营口市大清河为研究对象,基于丹麦水力研究所的MIKE FLOOD一、二维耦合水动力模型,构建了主河道一维及洪水淹没区二维的耦合模型。设定模型参数并验证模型,模型计算水位与实测水位拟合较好,精度满足要求。采用侧向连接和标准连接方式模拟了发生超标准洪水情况下的洪水溃堤及洪水漫溢淹没过程,得出洪水淹没范围,为防汛应急处置及避洪转移提供科学依据。     

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。     

MIKE软件在工程防洪评价中的应用

MIKE软件常用于洪水演进分析,其中MIKE11的核心是水动力模型(HD),HD模块利用Abott六点隐式格式求解一维河流非恒定流方程,MIKE21模型采用ADI逐行法对质量及动量方程分别进行时空上的积分,每个方向及每个单独的网格线产生的方程矩阵用追赶法求解。文章应用MIKE软件建立富春江一、二维耦合水动力洪水淹没模型,模拟不同重现期洪水淹没,对某油库码头工程进行防洪评价计算,分析了不同水文条件下工程前后的水位、流速变化评价其对河道防洪的影响。     

MIKE21模型在某大桥洪水影响分析中的应用

MIKE21模型是丹麦DHI公司开发,是一个专业的工程软件包,广泛用于河流、湖泊、河口、海洋等环境的平面二维水流模拟分析,已经成为中大型涉水工程洪水影响评价的一个重要工具。采用MIKE21模型对某大型桥梁穿越某江工程进行数值模拟并分析建桥前后水位、流速变化,与经验公式法对比表明,MIKE21能够全面精确地分析出水位、流速等变化及分布情况,可为洪水影响分析提供可靠技术保障。     

辉发河干流洪水风险分析

根据辉发河洪水特点及防洪工程现状,分析发生大洪水的原因及洪水发生的特点和过程,应用MIKE系列软件模拟一、二维耦合数值模型,计算辉发河的洪水淹没范围以及洪水流速,对辉发河干流左右岸洪水演进模拟结果进行淹没风险分析,为辉发河上游的水利工程安全建设规划及防洪评价提供重要依据。     

二维水流数学模型在船厂工程防洪影响评价中的应用

本文通过采用MIKE21模型软件建立二维水流数学模型对长江某船厂工程洪水的流势、流态变化,以及洪水对船厂工程的影响进行数值模拟研究。经模拟分析,汛期遇100 a一遇洪水时,工程局部最大壅水值为0.43 cm,壅水影响长度为105 m,流速最大增加值为0.06 m/s,工程前后河道水动力特性和流场的变化不大,水流流态及水流流速分布无明显变化,对防洪影响不大。结果表明,使用MIKE21模型软件建立二维水流数学模型方法分析合理,为建设项目对防洪影响的计算与分析提供了可靠的方法,为建设项目安全运行提供了保障。     

BREACH模型与MIKE21模型在溃坝风险中的耦合分析

BREACH模型常用来模拟水库大坝漫顶及管涌溃坝模式并获取溃口流量与时间关系,MIKE21模型常用来模拟湖泊、河口、海湾等二维水动力学并获取洪泛区内洪水风险信息要素,两大模型耦合分析在保障水库大坝安全运行及风险管理方面发挥了积极作用。以BREACH模型模拟溃口流量动态数据过程与溃口演变尺寸为基础,通过ArcGIS预处理地形文件、工程建筑物参数与水文数据,构建MIKE21二维水动力学模型并计算网格差值空间,利用Flow Model模块生成溃坝洪水模拟文件,采用判别溃口流量差值是否满足精度要求的迭代法来耦合两大模型,最终结合所要分析水库大坝的工程概况,计算不同风险情况下的水库大坝溃坝洪水淹没水深与范围,进而模拟溃坝洪水演进过程。该方法已成功应用于郑州常庄水库风险分析,结果表明,该方法能客观反映溃坝洪水行洪情况,使用方便,为水库大坝运行管理与应急处置提供了一定的技术支持。     

基于MIKE FLOOD模型的漫溢洪水演进研究

丹麦水力研究所开发的MIKE FLOOD模型是在国内外大量项目实践中发展起来的,在中国洪水计算领域得到广泛应用。本文以北沙河为研究对象,搭建了主河道一维和淹没区二维的侧向耦合模型,考虑了阻水建筑物及过水涵洞的影响,模拟漫溢洪水的演进过程。     

3DGIS支持下的洪水风险三维动态推演

为提升MIKE FLOOD模型洪水风险展示中淹没区域细节的认知,动态反映发生溃口等险情时的洪水扩散过程,总结了洪水风险的现有表达手段,研究了洪水过程在3DGIS场景中的融合和表达方法,形成了一套可用于洪水风险三维动态推演的程序框架。以雄安新区内的主要河流南拒马河为例,基于MIKE11和MIKE21模型计算溃堤后的洪水过程,并以Open Scene Graph技术搭建三维GIS环境,在真实的三维地形地貌环境下进行洪水过程的动态推演分析。试验结果表明该方法相较于传统二维风险图方法具有细节表达和动态模拟上的优势,可以在宏观、中观和微观多个尺度对淹没过程进行模拟和表达,更加直观高效地反映洪水动态过程和淹没损失情况。     

引江济淮工程输水对瓦埠湖水位影响分析

本文基于MIKE21软件建立瓦埠湖蓄洪区平面二维水动力学模型,选用非结构化三角形网格模型进行洪水演进模拟,研究了引江济淮工程在不同的输水方案条件下,从东淝河线路输水对瓦埠湖湖区水位落差的影响,为引江济淮工程设计提供理论依据。     

基于MIKE FLOOD的杜家台分蓄洪区运用调度研究

运用MIKE平台建立杜家台蓄洪区行洪道MIKE11一维河道模型,模拟并分析了红星垸堤刨毁前后的分洪道行洪能力。同时搭建MIKE21分洪区二维模型,并利用MIKE FLOOD动态耦合一、二维模块,以此为平台研究杜家台分蓄洪区分蓄汉江夏、秋洪水与长江洪水时的调度工况。结果表明:红星垸堤刨毁后分洪道宽度增加,显著降低了该处分洪道上游的洪水水位,提高了分洪道分洪能力;汉江低量级来水情况下,杜家台只需运用南区1~4垸分洪,而高量级来水下杜家台需运用1~7垸分洪;长江分洪时,处于下游的第6垸分洪能力显著,最终可解除第7、9垸的风险,只需运用1~6垸。现有防洪工程中第5、6垸分洪速度较慢且分洪量小,而处于最上游的第2垸分洪量大且分洪较快,导致与其相临的1~4垸洪水超高,危及7、9垸,故7、9垸堤顶亟待加高,同时5、6垸分洪能力需要增强。     

MIKE模型在月亮泡蓄滞洪区洪水演进中的应用

利用MIKE11、21模型,在哈尔滨站控制发生200年一遇洪水时,研究洮儿河和嫩江一维模型、月亮泡蓄滞洪区及镇赉段围堤发生溃堤时淹没区的二维模型,并用MIKE FLOOD模块将三者耦合,搭建洪水演进水动力模型,进行洪水演进模拟计算分析,为地方人民政府洪水调度避险转移和灾后损失评估提供重要的数据,同时为同类工程风险图的制作提供一定的参考。     

卫河流域拟建控制性工程的防洪效果研究

应用MIKE FLOOD构建一、二维嵌套洪水演进模拟模型,分析了控制性工程建设前后的蓄滞洪区淹没、河道行洪等各项指标的变化,论证了卫河流域拟建控制性工程实施的可行性,为保证卫河流域防洪安全提供技术参考。     

基于MIKE的引江济淮工程小合分线路输水渠道数模分析

分析了引江济淮工程小合线输水渠道周边防洪形势及洪水威胁可能,并基于MIKE 11、21软件建立杭埠河、巢湖与小合线输水渠道所在圩区的一、二维耦合水动力学模型,选用非结构化三角形网格模型进行洪水演进模拟,重点研究了巢湖、杭埠河分别发生100年一遇洪水时,杭埠河溃口洪水对小合分线可能的冲刷影响,为引江济淮工程小合分线路输水渠道设计提供理论依据。