基于MIKE21 FM模型的蓄洪区洪水演进数值模拟

利用MIKE21 FM模型的用户界面友好、可视性好、能灵活处理复杂地形等优点,基于蓄洪区洪水演进特点,构建了基于MIKE21 FM模型的蓄洪区洪水演进数值模型,运用该模型对潖江蓄洪区的洪水演进模拟结果表明,MIKE21 FM模型简便、运算快速、模拟精度高、模拟效果真实,可用于较复杂蓄洪区的洪水数值模拟。     

地下储气库建设对洪泽湖蓄滞洪区影响的数值模拟

为评估洪泽湖蓄滞洪区内西气东输地下储气库建设对洪泽湖周边淮阴滞洪区的影响,利用MIKE 21模拟破圩滞洪后的洪水演进过程。模拟选取对工程最不利情况的圩区进洪,在淮阴滞洪区内选取3个区域共计13个特征点,对比分析工程建设前后洪水流势与流态,淹没水深、峰现时间等。结果表明,工程建设对淮阴蓄滞洪区的运用影响甚小。同时与江苏省水利勘测设计研究院对洪泽湖周边蓄滞洪区分级运用的研究成果进行对比,验证了结论的合理性。研究成果为该区域的防洪应用提供了依据。     

石佛寺水库历史洪水过程数值模拟与分析

石佛寺水库是辽河干流上唯一的大型防洪控制工程,建立洪水过程数字模型可为水库管理提供科学、便捷的支持。使用MIKE软件建立水库二维非稳态水量模型,在AutoCAD和ArcGIS软件的协助下制作库区DEM,并提取相应地表高程数据制作研究区网格。研究区上游采用流量边界,下游采用水位边界,率定输出出口处的流量变化,并与2010年实测资料进行对比,据此修正了相关参数。模型模拟的20100720和20130816两次历史典型洪水过程与历史资料相符,验证了该模型应用于石佛寺水库的可行性,可为石佛寺水库的管理与洪水预测提供依据。     

某水库库区淤沙对溃坝洪水影响分析

为分析某淤积型水库淤沙对溃坝洪水计算的影响,将MIKE21中的水动力模块与输沙模块耦合构建了二维溃坝水沙模型、分别模拟了不考虑淤沙与考虑淤沙运动水库的溃坝洪水演进过程.模拟结果表明,与不考虑淤沙运动水库溃坝相比,考虑淤沙的水库溃坝洪水下游各断面洪峰流量减小,洪水过后水位升高,水深变化不明显.     

基于MIKE11的三峡库区洪水演进模拟及洪水传播规律研究

三峡水库投运后库区洪水波特性和传播规律发生了变化,给洪水预报和水库实时调度带来了困难和挑战。为揭示洪水传播规律,基于MIKE11建立了耦合水力学和产汇流模型的三峡库区洪水演进模型,其中区间来水采用NAM模型配合衔接,以旁侧入流的方式汇入。对不同场次洪水模拟结果表明,模型的模拟精度可以满足预报业务精度要求和洪水传播规律分析需求。采用所建的洪水演进模型,模拟分析了不同来水情景、不同水库运行水位下洪水传播时间和坦化规律,研究结果对明晰三峡库区洪水传播规律,指导三峡水库科学调度具有重要意义。     

中小河流洪水风险分析中的洪水演进计算研究

鉴于我国中小河流常因测站不足,缺乏实测水文资料,导致精细的设计洪水推求和洪水演进计算难以进行,进而影响河流洪水风险分析准确性的问题,采用推理公式分区组合的方法推求各断面设计洪水,并将其作为MIKE 11模型的输入洪水过程,进行河道内洪水演进模拟计算。以大连市复州河下游段为例,模拟计算了主河道设计洪水演进过程。结果表明,该方法可动态演示洪水演进过程,并能给出洪水风险分析的主要指标,与现场实测流量和洪痕水位相比,模拟精度良好,对中小河流洪水风险分析及防洪管理具有一定的参考和指导意义。     

洪水演进模拟仿真系统研制的技术和目标分析

作为“数字流域”工程建设重要组成的洪水演进仿真系统的研制,是复杂的专题应用系统的开发;系统的研制必须以面向对象的系统开发技术为指导,以计算机可视化技术和空间信息技术为支撑;在深入的系统分析基础上,确定了系统的开发目标。     

洪水演进高速模拟系统设计与实现

针对洪水灾害系统动态变化特征,以珠江流域西江浔江段防洪保护区为例,提出了基于CPU-GPU异构平台协同计算的一维-二维耦合水动力并行计算模型;在此基础上,根据防汛工程实际需求设计了洪水演进系统框架及功能架构,并采用C/S体系结构与Web服务交互方式,搭建了防洪保护区洪水演进高速模拟系统,实现了不同水文和溃口条件下洪水淹没在线快速分析及动态展示。实际应用结果表明,该系统计算效率高,展示效果好,运行稳定可靠,交互性强,可为流域防洪减灾决策提供技术支撑,具有较高的实际应用价值。     

浑河洪水特性数值模拟分析

为研究浑河河道交汇口处的水流特性,选取大伙房水库到东陵闸河段为研究对象,采用MIKE21软件进行洪水演进计算,对北堤起点至鲍家河口河段的水面形态、流速分布及交汇口处分离区、滞留区等位置做了定量分析.数值模拟结果与实测值的对比表明,该法效果较好,符合实际洪水的运动规律,可为浑河抚顺段面临特大洪水时的防洪决策提供依据.     

流域三维地形仿真及洪水演进动态模拟

以VisualC 为编程基础平台,利用OpenGL和GIS技术,建立了流域三 维地形仿真系统;采用三维网格逼近的方法生成真实的三维地形,并在其上建模,实现了包括洪水淹没、推进的动态模拟仿真可视化技术, 初步建立了洪水演进仿真的框架。     

永定河泛区洪水演进特性的数值模拟

为了研究洪水在永定河泛区的演进情况,依据水动力学原理建立了河道与泛区衔接计算的洪水演进数学模型,对永定河泛区进行了模型验证和百年一遇洪水过程的模拟计算。结果表明,验证模型的计算值与调查值吻合较好,由此依据该模型模拟结果,参照现行调度方案将泛区划分为6个区域,统计各区域不同水深范围的洪水体积;百年一遇洪水过程模拟结果表明,第350h泛区淹没面积达到最大值,最大水深超过2m,中下游区域内淹没历时长,水深较深,洪水来临时需尽快转移居民。     

不同溃口位置及形式下小型圩区溃堤洪水风险分析

滁河流域中下游孟骆圩段洪涝灾害频发,历史上多次发生溃决。为分析孟骆圩溃堤后圩区洪水演进,采用MIKE FLOOD耦合模型,分析同一溃口位置在渐变溃、瞬溃、先瞬溃后渐变溃三种溃口形式下溃口处水位、流量等变化规律,并针对同一溃口形式,分析干流溃决、支流溃决、干流支流共同溃决方案下洪水演进。结果表明,溃堤后洪水过程与溃口形式、溃口位置、溃口数量有关,孟骆圩溃堤后圩区内最高水位为瞬溃先瞬溃后渐变溃渐变溃。     

溃坝洪水数值模拟研究

以MATRIN的试验模型为例,针对溃坝洪水流场中相与相间的压力、速度、边界条件问题,提出了采用YOUNGS-VOF方法进行数值模拟,并采用人工压缩方法对溃坝洪水行进中自由面进行数值模拟.与已有结果对比,计算更方便且准确度高.     

一维—二维耦合的水库下游地区洪水演进数学模型及应用

针对水库下游地区河道洪水与漫堤洪水模拟需求,建立了一维—二维耦合的洪水演进数学模型。一维模型采用Pressimann格式离散求解,二维模型采用能够适应复杂几何形状和多种流态的Osher格式求解,一维—二维连接处采用堰流公式实现水流交互。应用该模型模拟白溪流域2015年"苏迪罗"台风实际洪水,可得到洪水在计算区域的演进过程和淹没情况。对比模拟结果与实际情况可知,该模型计算合理、准确,计算结果可为防汛部门防洪预案制定、防汛调度决策提供技术支撑。