苏南运河上游河网区洪水淹涝模型建立及应用

通过创建"滞涝单元"和"内涝单元"两类区域淹涝模拟方法,以苏南运河上游镇江段及其周边河网区域作为研究对象,构建了水文、水动力及洪水淹涝计算模块相互耦合的洪水淹涝模型.以2021年台风"烟花"实况雨水情、工情为基础开展代表站水位过程模拟验证,并针对台风"烟花"影响期间受淹面积及洪涝灾害成因进行分析,为苏南运河上游河网区防...     

太湖流域平原河网降雨时程分布变化的洪水响应

近年来太湖流域平原河网地区洪涝灾害频发,居民的人身及财产安全受到了严重危害。降雨是导致本区域洪水的主要因素,其中最具代表性的降雨类型为梅雨和台风暴雨,由于二者时程分布特性有较大差异,其致洪机理也有所不同。以探究降雨时程分布对洪水过程的影响为目的,以太湖流域武澄锡虞水利分区为研究对象,采用MIKE 11与MIKE 21构建一、二维耦合水动力模型,利用实况洪水过程对模型进行率定验证,采用该模型对研究区域进行不同设计工况的模拟,讨论了次雨量、降雨历时以及降雨时程分布变化对太湖流域平原河网地区洪水过程的影响。结果表明:降雨时程分布对平原河网河道洪水过程有显著影响,其中长历时降雨对雨峰位置的后移较为敏感,短历时暴雨则受到降雨时间变差系数变化的影响较大,而次雨量变化则对二者都有显著影响。     

NAM水文模型在福州江北城区洪水风险模拟分析中的应用

福州城区河网水系纵横交错,受台风暴雨、洪潮水位顶托等因素影响,洪涝灾害频发,洪涝水治理难度大。研究不同降雨量级下的洪水淹没范围对城市防洪防涝具有重要意义,可为防洪排涝工程建设和城区水系实时调度提供依据。该文采用NAM水文模型,根据福州市赤桥水文站实测降雨洪水过程进行率定分析,将产汇流模型、河网一维水动力模型、二维地面漫流模型进行耦合,模拟2015年"苏迪罗"台风和2016年"鲇鱼"台风福州江北城区内涝范围,结果表明,模拟范围基本与实际调查范围一致,模拟效果较好。     

阳澄淀泖区动态洪水风险图的编制及其管理系统的开发

基于大量的实测和调研资料,建立了能反映阳澄淀泖区现状河网、圩区分布及水工建筑物调度的水动力模型,经率定和验证后能够用于该区域的洪水模拟。基于Web技术、GIS技术和数据库技术,研发了嵌套水动力模型的动态洪水风险图管理系统。针对任意降雨、边界条件、水工建筑物参数及调度参数,系统能快速调用模型进行模拟计算并生成动态洪水风险图。与在线预报数据结合,可实现洪水预报预警,为洪水风险图在防洪减灾、洪水管理、洪水预报等方面提供技术支撑和应用借鉴。     

多源城市暴雨预报数据融合研究进展

全球气候变化和快速城市化改变了城市水循环过程,加剧了城市暴雨洪涝问题。为有效预报洪水,减轻洪涝灾害,借助水文水力模型对城市水循环的各个环节进行模拟。而单一暴雨预报数据的不确定性是使用水文水力模型模拟预报洪水面临的重大挑战。从城市雨洪模型输入不确定性的角度出发,回顾了暴雨预报技术的发展历程,总结了各种预报方法的特点、适用性和局限性,指出基于单一暴雨预报数据驱动模型预报洪水的不足,提出多源暴雨预报数据融合的基本框架。未来应强化降雨观测和定量降水预报能力,发展多源信息耦合技术,实现高精度、长预见期的洪水预报,为城市防洪减灾提供依据。     

大陆泽及宁晋泊蓄滞洪区洪水风险实时分析系统研发

为探索洪水风险图成果应用,选取海河流域第一大蓄滞洪区——大陆泽、宁晋泊作为试点,开展洪水风险实时分析技术及系统研发。项目针对蓄滞洪区特点,构建了上游小流域水文模型,以及蓄滞洪区一二维耦合水动力模型,结合实时雨水情,实现了水文—水动力耦合的洪水风险实时分析。其中,水文模型实现对上游河道的实时/未来(预报降雨)洪水预报;一二维耦合水动力模型,通过在二维网格边元概化一维河网,可快速(少于30 min)完成历时一周的洪水模拟,并考虑入渗影响及堰闸、分区滞洪的实时调控。在此基础上,基于自主研发GIS平台,建立洪水风险实时分析系统,实现了上游不同来流及蓄滞洪区不同调度运用情况下的实时洪水演进和风险评估。     

基于 InfoWorks ICM 的城市河网调控与分析 −以福州市仓山区龙津阳岐片区为例

针对典型感潮河网地区水环境污染日趋严重与洪涝灾害频发的问题，为优化河网水动力和降低河道漫溢风 险，基于 InfoWorks?ICM（integrated?catchment?management）模型建立福州市仓山区龙津阳岐片区城市水文模型与一 维河网水动力耦合模型，以 2022 年 6 月 14 日实测降雨及河道水位数据对模型参数进行校准，平均纳什效率系数 为 0.78，平均洪峰误差为 1.5%。设计并模拟 3 种晴天工况和 3 种“卢碧”台风雨天工况，结果表明：晴天从无调控 到工况 3，随着引水量的增加，河网平均流速逐步增加，总体增加 66.4%，河道水动力提升显著；雨天从原有调控工 况到工况 3，随着河道预降水位值增大，关键断面平均超警历时逐步减少，总体下降 73%，河道漫溢风险明显降低。 构建河网水文水动力耦合模型和工况优选，可为仓山区进一步提升河网水动力与城市汛期洪涝灾害防治能力的 方案制定提供决策依据，也可为其他同类研究提供借鉴。     

苏州河沿线设计高水位

为确定苏州河两岸防汛墙改造的墙顶高程,采用水文概率统计与水力模型计算相结合、原型实测与数学模型相结合的方法,与太湖流域河网水文水动力模型相衔接,建立基于数字河网的苏州河水系水文水动力模型,从影响苏州河高水位的洪、涝、潮、控等要素着手,计算分析洪、涝、潮单一水情以及历史典型年不利水情影响下的苏州河高水位分布规律。研究结果表明,现状及规划近、远期工况条件下的苏州河沿线设计高水位分别为4.60 m,4.79 m和4.77 m。     

太湖流域大尺度洪水分析中对圩区影响洪涝分布的模拟

本文以流域DEM、土地利用、圩区空间分布和堤顶高程及河网外多边形分布为数据基础,按照未受保护区低洼地和保护标准较低的圩区先受淹、保护标准较高的圩区后受淹的原则,建立了各河网外多边形的水位与蓄水量关系,通过与河网模型及水文产汇流模型耦合,可以更合理地反映主干河网洪水出槽、圩区内涝或两者皆存在的情形下洪涝水量的空间分布。该方法可用于建立大尺度水力学模型的淹没分析模块,为太湖流域未来洪水预见提供重要的数据支持。     

基于WebGIS的洪泽湖地区洪水预报预警系统

为了加强洪泽湖地区洪水风险管理,保障淮河下游防洪安全,采用WebGIS与水文学、水力学模型相结合,将一、二维耦合的水动力学模型内嵌于B/S系统进行洪水预报预警的方法。构建了一维洪泽湖地区河道、二维洪泽湖湖面及周边滞洪区相耦合的洪水演进模型,在此基础上开发了基于WebGIS的洪泽湖地区洪水预报预警系统,实现了对降雨、洪水进行实时监控、预报和对预警关注地点水位、流量变化、洪水淹没和超标洪水预警信息的可视化展示。系统进一步提升了洪泽湖地区的防洪数字化水平,可为避险减灾提供决策支持。     

基于水文水动力耦合模型的钱塘江流域洪水预报研究

基于实时水雨情监测数据的洪水演进机理模型叠加降雨产汇流水文模型可有效提高洪水预报精度。采用MIKE11的NAM水文模型与HD水动力模型耦合方法,收集和处理了钱塘江流域大量降雨、水位、流量等水文、地形资料,构建钱塘江衢州-澉浦段降雨径流-水动力演进模型,通过多次历史洪水资料进行率定和验证,从确定性系数、水量相对误差、洪峰相对误差、水位相对误差及峰现时差等多方面进行预报精度评定。结果表明：水文与水动力模型耦合方法可有效增加洪水预报模拟精度。     

基于水文水动力耦合模型的三江流域防洪模拟预报应用研究

为解决下游河网站点防洪模拟预报过程中存在预报精度偏低,以及采用水动力模型方法时所需资料数量过于庞大的问题,基于不同下垫面水文特征的分布式架构模型理论,通过对流域内山丘和平原区各阶段产汇流进行分解模拟的方式,建立了以交界面动量与通量交换实现互馈耦合的水文水动力一体化模型。以三江流域为研究区域,构建耦合了上游山丘区、平原区和下游长江水动力模型,利用代表站点开展了全流域一体化模型的率定与验证工作。对流域内 2016—2022 年降雨进行分析和场次降雨大于 100 mm 的多场洪水进行验证,结果显示耦合模型的模拟精度较好,在不需要大量资料的前提下有效提高了平原河网区预报精度及整个流域防洪调度能力,具有较强的借鉴意义,可为其他类似流域防洪模拟预报研究提供参考。     

大流域洪水预报与洪水调度管理方法研究

采用水文学与水力学、确定与随机相结合的方法，研究大流域洪水预报与洪水调度管理。确定性模型采用降雨～径流模型的新安江模型和经验预报方案进行流域流量过程预报，一维非恒定流水力学方法进行河道流量与水位以及蓄滞洪预报。随机模型采用线性动态模型进行下断面水位实时预报，最小二乘递推模型进行误差实时校正。以长江支流修水流域为例，采用新安江模型、经验方案进行万家埠与柘林水库入库洪水预报作为水力学计算的上边界条件，采用一维非恒定流水力学方法进行河道洪水流量、水位计算以及分洪计算。该方法为流域的防洪减灾提供了科学的途径。     

江苏省太湖流域防洪除涝减淹面积分析

为分析近70年来江苏省太湖流域水利工程建设实施后产生的防洪除涝效益,选取不同降雨量级的典型年,利用太湖流域河网水文水动力模型,还原模拟工程前后遭遇典型年降雨的洪水位,结合面积、容积与高程关系曲线计算出典型年淹没面积,并建立淹没面积与典型年控制时段降雨量的相关关系,结果表明近70年来江苏省太湖流域减淹,效益十分显著。     

基于流域视角的基加利市洪水模拟与治理思路研究

近年来卢旺达基加利市强降雨事件引发的洪水问题日益严重，为了治理城区内10个洪水风险点，需要站在流域视角分析城区上下游洪水以及城区洪水与流域洪水组合影响。通过构建水文水动力耦合模型，从流域视角定量模拟土地利用类型变化、NBS以及初步工程措施对洪水淹没的影响，支撑洪水治理综合措施方案的设计。模型分析表明：在100a一遇设计降雨条件下，采用NBS后约3.2%的淹没区域得到缓解；疏浚河道利用漫滩调蓄容积并对风险点位桥涵进行改扩建，能消除风险点的淹水问题；在上游河段设置调蓄水库时对下游淹没缓解效果明显。通过采用模型分析方法，可更好地为治理洪水风险制定适宜策略，为防洪措施的设计和实施提供了有益的指导。     

基于水文水动力学耦合的洪水预报模型研究及应用

为了提高下垫面变化剧烈流域的洪水预报精度,在传统流域水文模型的基础上耦合水动力学模型,建立水文水动力耦合洪水预报模型。首先利用水文模型获得某一断面的流量过程作为水动力学模型的边界条件;之后利用一维水动力学模型进行河道洪水演进计算,推求流域出口断面的流量过程;最后以烟台市外夹河流域为例进行验证。结果表明,所建水文水动力耦合模型模拟的产流合格率较高,流量过程与实测值吻合,在一定程度上弥补了集总式水文模型不能考虑河道内复杂水流运动的不足,因此对具有复杂水文、水力条件的流域的洪水预报具有重要的指导意义。     

复杂水力条件下平原区河系洪水预报模型应用探讨

针对平原区河系水力条件复杂,传统水文水力学模型建模资料需求高、流程复杂、模拟效果欠佳等问题,将平原区河系虚拟为一个水库模型,提出新安江模型、分段马斯京根模型与水库调洪演算模型相耦合的平原区河系实用洪水预报模型。选取滁河流域晓桥站为研究对象,采用2010～2020年洪水样本对模型进行率定与检验,并以2020年大洪水为例开展应用探讨。结果表明:该洪水预报模型资料局限性低、建模过程简易,能较好地模拟平原区河系的水位过程,可为平原区河系水文预报提供参考。     

浦阳江流域水文水力学洪水预报模型

针对平原区河道和受洪潮影响河道洪水的特性，采用水文学与水力学相结合的方法建立水文水力学洪水预报模型。通过在浦阳江流域初步实践，效果良好。     

台风“烟花”和“黑格比”在浙江省平湖市形成的暴雨洪水分析及防洪对策研究

平湖市位于杭嘉湖平原东端，是浙江省接轨上海市的前沿高地，也是长三角区域一体化发展的核心区之一，地位十分重要，但其地势低洼，常受暴雨、洪水、高潮侵袭。依据实测资料和暴雨洪水调查成果，分析2021年“烟花”和2020年“黑格比”2次台风暴雨洪水对平湖市的影响及其成因和特性，在此基础上提出改进防御理念、优化工程布局、完善工程体系等措施，并基于MIKE11构建杭嘉湖平原河网一维水动力模型模拟分析工程实施效果，为沿海平原河网区域暴雨洪水灾害防御提供借鉴。     

中山市文明围洪水风险数值模拟分析

为了进行洪水风险图的编制,采用DHI公司的动态耦合FLOOD水动力学模型和dambreak模块,对文明围防洪保护区的洪水进行数值模拟计算分析。建立的数值模型可以有效地反映文明围防洪保护区内各种条件下出现的洪水淹没信息,包括到达时间、淹没历时、淹没水深、洪水流速等,给水利部门和防汛机构制定防汛应急预案、部署应急响应行动、进行洪涝灾情评估、推行洪水影响评价及开展防洪治涝工程体系的规划、建设与管理等工作提供基本的依据,进而为决策者提供科学决策的依据,制定合理的避洪转移方案,减少社会经济损失。