基于MIKE21 FM的洪水到达时间提取方法及应用

基于洪水风险图的制作要求及MIKE21FM非结构化网格模型的特点,针对洪水演进数值模型无法直接输出洪水前锋到达时间、传统手动圈定方法低效费时的问题,基于Matlab及DHI Matlab Toolbox,以MIKE21FM输出的平面二维流场信息为输入条件,提出一种高效的洪水前锋到达时间自动提取的计算方法,并以滦河右堤防洪保护区洪水风险图编制为例对该方法进行验证。结果表明,与手动圈定方法相比,该方法能更加准确、便捷地获取洪水到达时间,尤其在多方案的复杂工况下优势更加明显。     

澧南垸分洪洪水演进的数值模拟分析

将澧南垸分洪闸流量过程作为边界条件,运用矩形结构化网格剖分计算域,利用MIKE21水动力学模块对其分洪洪水演进过程进行了数值模拟。通过选取的特征线及特征点,定量分析了澧南垸分洪洪水特征。模拟水位与实际水位的拟合结果基本吻合,表明MIKE21水动力学模型能较好地模拟澧南垸的分洪过程。     

第二松花江洪水对嫩江水位顶托的影响分析

为研究松花江流域第二松花江洪水对嫩江洪水的顶托规律,分别采用水文学方法、MIKE21FM二维水动力模型法分析不同典型年嫩江、二松两江洪水汇合处的顶托情况。结果表明,嫩江在小流量阶段受二松洪水顶托较多,随大赉站、扶余站流量比增大,顶托作用变缓,随流量比减小顶托作用增强;嫩江洪水量级较大时,洪峰前后嫩江受顶托作用影响较小;MIKE21FM二维水动力模型对于分析嫩江受二松洪水顶托情况具有较好的适用性。     

MIKE11模型在河道溃堤洪水模拟中的应用

基于MIKE11模型结构和原理,将MIKE11模型应用于洪泉片(豫)防洪保护区洪水风险图编制项目中,模拟干流河道的溃堤洪水过程,从各频率间结果、溃口与河道断面过流能力、水量平衡和实测洪水模拟四个方面,验证模拟结果的合理性。结果表明,MIKE11模型能较好地模拟河道溃堤洪水过程。     

MIKE11模型在河道溃堤洪水模拟中的应用

基于MIKE11模型结构和原理，将MIKE11模型应用于洪泉片（豫）防洪保护区洪水风险图编制项目中，模拟干流河道的溃堤洪水过程，从各频率间结果、溃口与河道断面过流能力、水量平衡和实测洪水模拟四个方面，验证模拟结果的合理性。结果表明，MIKE11模型能较好地模拟河道溃堤洪水过程。     

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.     

考虑复杂河工建筑物的漫堤洪水一、二维水动力耦合模型

针对景观坝和过水路面等河工建筑物严重影响河道排洪泄洪问题,基于MIKE FLOOD平台构建漫堤洪水一、二维水动力耦合模型,模拟分析复杂河工建筑物壅水与漫溢洪水淹没演进过程。采用Abbott六点隐式格式和显式有限体积法分别离散求解一、二维水流运动方程,利用干湿水深理论优化模型运算效率,将河道内过水路面与景观坝作为宽顶堰概化处理,同步计算桥涵淹没出流。将模型应用于宁夏茹河(店洼水库至小河河口)河道跨河工程阻水效果及漫堤洪水的数值模拟。结果表明,模拟结果较真实地反映了河工建筑物对水流的阻碍效应及桥涵动态过流效果。研究成果可为宁夏茹河及其他类似河道的整治工程规划设计及风险评价提供参考。     

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。     

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.     

柘林水库第二溢洪道行洪区洪水风险分析

第二溢洪道是柘林水库重要的泄水工程,其泄水能力占整个枢纽的70%,但下游行洪区内人口密集,且有大量建房,一旦启用泄洪,保障区内人民生命财产安全将是重点关注的问题。利用MIKE21 FM非结构化网格模型对下游行洪区进行洪水风险分析,验证对比表明,利用MIKE21 FM构建的二维水动力学模型计算得出的淹没范围较为合理,可为当地防汛部门制定转移措施提供依据,保障区内人民生命财产安全,具有较好的应用价值。     

基于MIKE模型的叶尔羌河洪水风险要素计算

为评估叶尔羌河流域洪水风险,以叶尔羌河喀群渠首至中游渠首之间的区域为例,构建了集MIKE11、MIKE21、MIKE FLOOD为一体的洪水淹没演算模型,计算了不同量级洪水下的淹没范围、水深、流速等风险要素,并在此基础上编制了研究区的洪水风险图。计算结果表明,叶尔羌河洪水风险较高,5年一遇洪水就能引起叶尔羌河部分河段洪水漫溢,造成淹没损失。编制的洪水风险图可为研究区的防洪减灾、洪水风险控制提供决策参考。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。