摩林河水库超设计洪水溃坝分析及溃坝调度

文章介绍了摩林河水库及下游基本情况，分析了摩林河水库可能发生溃坝的典型方案，据此对摩林河水库溃坝洪水的流量和调洪过程进行复核计算，探讨洪水流量变化及其溃坝调度采取的主要措施，为水库防洪减灾提供决策依据。     

吐鲁番市煤窑沟水库溃坝洪水分析计算

煤窑沟水库坝型为混凝土面板堆石坝。溃坝洪水分析计算的目的是在水库溃坝之后,为下游防洪及防洪规划提供可靠的水文数据。计算过程主要对水库溃坝在最不利的情况下对下游的影响计算,以便在水库溃坝后,为当地政府及有关单位采取紧急措施,最大限度地防止、减少溃坝洪水对下游造成的危害提供科学依据。     

防洪预报调度方式综合特性风险率计算方法研究

水库防洪预报调度中的多种不确定性因素是风险产生的根本原因。分析水库防洪预报调度中不确定性因素的随机性、模糊性及灰色性,并在已有的防洪预报调度方式随机风险率计算方法的基础上,提出了随机-模糊、随机-灰色及综合特性风险率的计算方法,研究了水库实施防洪预报调度方式相对于常规调度方式水库风险率的变化。桓仁水库的应用研究表明,防洪预报调度方式综合特性风险率计算方法是可行的,相对于常规调度方式并未增加水库的防洪风险。     

梯级水库的联合防洪调度及防洪风险分析

由于我国兴建的水库大坝约90%为土坝,有相当部分为梯级水库,当水库遭遇突发事件如超标准洪水、地震、地质灾害问题造成的坝体坍塌、大坝渗漏发生管涌等工程事故、战争或恐怖事件等因素导致溃坝,将使蓄量巨大的洪水瞬间向下游倾泻,引发严重的洪涝灾害,对人民生命财产安全和社会经济发展造成严重威胁和破坏。由于梯级水库建于同一条河道上,当上游水库大坝突遇险情溃坝时,会引起下游水库溃坝的连锁反应,这样造成的灾害特别巨大。因此研究梯级水库联合防洪调度措施,并对其进行防洪风险分析,寻找最优的调度方式,最大可能降低甚至避免大坝溃坝风险,这对保证当地人民群众的生命财产安全和社会经济的可持续发展具有重要的意义。     

大桥水库溃坝洪水数值模拟分析

本文以大桥水库为例,采用数值模拟的方法对其进行多种工况的溃坝计算,并就计算得出的溃口水面线、溃口流量、下游洪水演进等进行分析.得出的溃坝计算成果将为水库防洪风险管理提供较为重要的依据,最大限度地减小水库溃坝灾害带来的损失.     

汾河水库防洪调度计算机模拟

依据汾河水库防洪调度规则的演变和现状，对８ｍ泄洪洞启用后水库防洪调度规则进行了探讨。找出一般水库防洪调度共性的调度方法，归纳出一个水库防洪调度的模式。设计出通用型模拟软件。此软件采用编译方式运行，菜单式人机界面，具有分级限泄模拟和较完善的图形功能，不仅可用于频率洪水的计算，还可以做为实时洪水调度系统的组成部分，应用此软件对汾河上游１９６７年的大洪水进行了模拟计算。分析了泥沙淤积对防洪的影响，得出目前水库泥沙淤积还未对水库防洪造成较大影响。按１１２６ｍ的汛限水位，遇到１９６７年的大洪水，用敞泄调度，最高库水位１１２７．３７９ｍ，最大泄量７００ｍ￣３／ｓ，下游和水库无大险情。（朱宗蓉）     

土坝溃坝模型在夹河子水库中的应用

根据平原水库溃坝的特点 ,运用土坝溃坝的水流理论 ,以坝址为研究对象 ,分别建立瞬时溃坝模型和逐渐溃坝模型 ,确定了溃口宽度、最大流量和坝址流量过程线 ,为二维溃坝洪水模拟提供上边界条件 ,为水情自动测报和水库防洪优化调度研究等提供科学依据 .以夹河子水库溃坝的实际情况为例 ,对两种模型进行分析比较 ,结果表明 ,两种模型均符合实际 .     

乌巢河水库设计洪水及防洪影响分析研究

乌巢河水库是一座以灌溉、防洪为主,兼顾城镇供水、灌区农村人畜用水及生态用水要求的综合利用水利工程,与下游长潭岗水库联合调度,是凤凰县城防洪体系的重要组成部分。采用多种方法分析计算水库坝址设计洪水,并进行洪水组合分析,确定“两库联调”对县城的防洪作用,可将老城区的防洪标准提高至25年一遇。乌巢河～长潭岗区间洪水较小时,乌巢河水库发生溃坝,溃坝洪水至长潭岗坝址洪峰流量为4 846 m3/s,长潭岗水库库水位可以控制在防洪高水位以下,大坝不漫顶。     

基于数字高程模型DEM的溃坝生命损失风险分析

数字高程模型DEM作为基础空间数据,在众多领域有着广泛的应用。本文在油罗口水库大坝缺乏下游实测地形数据资料的情形下,以地形图数据和ArcGIS软件平台获取的计算域下游所需地面高程等信息为基础,应用BREACH软件及River2D水动力学模型模拟了水库下游溃坝洪水演进,采用Graham法估算了水库下游溃坝生命损失,初步得出油罗口水库大坝遭受重现期为5000a一遇洪水时,副坝发生管涌破坏溃决导致的生命损失风险是不可容忍的。由此也可以让水库管理决策人员对水库溃坝洪水可能造成的后果做到心中有数,做好日常的防洪调度及应急预案编制工作,最大程度保障水库下游人民群众生命安全,防止灾害的发生。     

南水北调中线工程左岸溃坝洪水模拟及对总干渠的影响

文章建立了以南水北调中线总干渠为下游边界的平面二维水动力溃坝洪水数学模型,采用经典非平底溃坝算例对模型稳定性与可靠性进行了验证,并以南水北调中线工程交叉河流刘店干河上游两个水库为例进行了溃坝洪水模拟,分析了溃坝洪水对南水北调中线总干渠的影响。计算结果表明,模型提供的淹没范围、淹没水深等洪水信息可以为南水北调总干渠防洪应急调度预案制定及区域防洪评价提供有益参考。     

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。     

HEC-RAS模型在二维溃坝洪水研究中的应用

为准确模拟大坝失事后溃坝洪水的下游演进,运用HEC-RAS二维水动力学模型,修正面板坝溃口发展曲线,设计两种闸门开度的小井沟面板坝漫顶溃坝工况,模拟水库泄洪影响下溃坝洪水的下游演进并生成相应的洪水风险图、最大流速分布图、滞留时间图。研究结果展现了溃坝洪水在中下游平原丘陵地区的泛滥情况、洪水风险的分布差异以及水库泄洪对溃坝洪水的影响。分析得出不同闸门开度下溃坝洪水在中下游平原丘陵地区的淹没水深和范围差异明显,最大流速和洪水滞留时间区别不大, 说明水库全力泄洪能有效降低溃坝洪水对下游人员聚居的平原地区的危害。研究成果对后续的人员疏散和损失估计具有重要参考意义。     

基于GeoDam-BREACH与Graham法的溃坝生命损失估算

应用GeoDam-BREACH工具包模拟了超标准洪水状况下小井沟水库下游的溃坝洪水演进过程,得到水库溃坝下游淹没范围与淹没区水深分布,然后采用Graham法对溃坝导致的生命损失风险进行分析。分析结果表明,小井沟水库发生漫顶破坏时,溃坝洪水对下游产生严重影响,下游村镇有受淹风险;下游溃坝淹没区域的风险人口死亡率较高,并且随着警报时间的减小而增大,从而得出警报时间和风险人口对溃坝洪水严重性的理解程度是生命损失的重要影响因素、应当加强水库大坝的日常巡查工作和预警系统的结论。研究成果为小井沟水库的防洪调度和应急预案编制提供了有效支持,对于同类水库的防洪和安全管理亦具有参考价值。     

基于一二维耦合技术的溃坝洪水模拟研究

以印度尼西亚巴丹托鲁水电站溃坝洪水模拟为例,对于地形条件复杂的河流,利用MIKE软件基于一二维耦合技术构建溃坝洪水计算模型,对拟定的溃坝工况进行数值模拟。建立的溃坝洪水一二维耦合模型适用于不规则计算域和地形,通过引入了新的动态耦合技术,避免了采用单一模型时遇到的计算效率、网格精度和准确性方面的问题。通过数值模拟得到了溃口流量过程和下游海滩地区洪水演进过程,并对下游敏感区域进行淹没影响分析。模拟成果为水电站工程设计、溃坝洪水风险分析和灾害损失评估提供了技术支撑。     

溃坝洪水数值模拟

在已有溃坝洪水数学模型基础上建立的溃坝洪水计算模型，可对洪水由库尾向坝址的传播过程、溃坝洪水向下游的推进过程、溃坝洪水漫过堤防后在下游城镇内的淹没过程进行水动力学模拟．利用所建立的溃坝洪水计算模型，对某水电站大坝溃坝洪水在拟定的各工况下进行的坝下游洪水预测表明，溃坝历时、水库上游来流量及溃坝时不同的坝前水位是影响该模型计算结果的主要因素．     

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。     

库区泥沙对溃坝洪水影响分析

针对淤积型水库溃坝洪水计算中是否考虑泥沙因素影响、产生怎样影响的问题,利用MIKE21中的水动力模块（HD）与输沙模块（ST）耦合,模拟淤积水库清水、浑水溃坝洪水演进过程,并通过溃坝峰顶流量值、溃坝最大水位值及溃坝洪水淹没历时的变化,分析泥沙因素对水库溃坝洪水影响。结果表明：库区泥沙可使下游各断面溃坝峰顶流量值变小,淹没历时变长;泥沙的中值粒径对峰顶流量、水位、淹没历时有影响。     

松涛水库应急调度系统建设与应用

以松涛水库为对象,研究松涛水库应急调度系统的设计、建设及运行管理。松涛水库应急调度系统在通信组网设计上采用甚高频、公共交换电话网络、GSM、海事卫星4种数据通信方式;应用软件采用客户/服务器结构;查询系统采用浏览器/服务器的结构模式;数据库采用SQL Server 2008;水库洪水预报调度系统采用共同研发的松涛水库洪水调度系统软件。实践应用证明,松涛水库应急调度系统能保证松涛水库水情遥测系统高的畅通率和准确率,低的通信成本;能保证松涛水库防洪调度、灌溉、发电、供水和养殖的需求,还为系统运行维护提供方便。     

考虑致灾后果的溃坝洪水风险评估与等级划分

针对溃坝洪水风险受环境-荷载-人多种因素影响的不确定性,将不同洪水要素(水深、流速)联合考虑,分析洪水致灾的危险性。运用HEC-RAS二维水动力学模型和地理信息系统(GIS)空间分析技术,模拟溃坝洪水演进过程,从洪水到达时间、淹没范围等维度分析承载体的暴露度。针对人口分布与地理位置特征,基于人体失稳试验数据的统计规律、建筑物损毁标准进行承灾体脆弱性分析,提出基于灾害系统理论的溃坝洪水风险分析方法和溃坝洪水风险等级划分标准。可用于评估水库大坝失事风险,划分溃坝淹没区人口风险等级,为水库大坝突发事件应急救助和人口转移提供技术支持。     

An Improved Peaks-Over-Threshold Method and its Application in the Time-Varying Design Flood

Design flood, which plays a paramount role in reservoir construction and operation, is often calculated by the annual maximum sampling method (AMSM). However, the AMSM can only use a small amount of data and reflect the extreme value distribution of inflow flood. As a result, the annual maximum design flood or the seasonal design flood is not sufficient to formulate the reservoir operation scheme in whole life cycle. Currently, studies analyzing the sample selection method of design flood and the way to make design flood close to inflow flood are rare. To this end, an improved peaks-over-threshold method (IPOT) was designed. Together with the time-varying parameters with Poisson distribution model, we used the IPOT to calculate a new type time-varying design flood in this study and took Longyangxia Reservoir in China as a case study. Results indicate that, compared with the AMSM, the IPOT enhances the physical correlation between sample individuals by increasing data use rate and determines the optimal threshold, which avoids the influence of human factors on the sample selection. Moreover, the time-varying design flood can fully reflect the characteristics of inflow flood and combine the design flood value with time and probability to establish an inflow flood identification model. According to this model, managers can assess the probability and type of inflow flood and choose the appropriate reservoir operation scheme. Findings of this study, including the IPOT, the time-varying design flood and the inflow flood identification model are helpful for water resources planning and management.