基于InfoWorks RS的蒋巷联圩防洪保护区洪水演算

为结合分析一维河模型和二维洪泛区模型,利用InfoWorks RS对蒋巷联圩防洪保护区洪水演进过程进行二维模拟,分别选取2010年和1998年外洲水文站实测资料对一维河道模型进行了率定和验证,结果较为合理;选取赣江50 a一遇设计洪水同时鄱阳湖遭遇湖口22.5 m(吴淞高程)恒定洪水位的边界条件,分析了最不利工况下区内的溃口溃决过程、洪水演进过程及淹没水深等要素,计算结果较好地反映了区内溃堤后的洪水演进情况。研究成果可为江西省防洪减灾提供决策支持。     

基于MIKE模型的赣江下游廿四联圩防洪保护区洪水分析计算

为开展赣江下游廿四联圩防洪保护区洪水分析计算研究,基于MIKE模型建立了赣江河网一维与保护区二维耦合的水动力数学模型。分别采用2010年5月1日至9月30日和2012年5月1日至9月30日期间的实测水位流量资料对一维水动力数学模型进行率定和验证,参考已有成果并结合保护区下垫面情况确定了二维水动力数学模型的糙率取值,模拟了廿四联圩遭遇赣江或鄱阳湖较大洪水致使堤防被动溃决情况下的溃口流量过程和堤内外水位过程、保护区内水深和流速时空分布等在内的水动力过程。模拟结果表明,模型较好地描述了廿四联圩所设溃口处流量随保护区内水位涨落的变化过程,以及保护区内洪水演进过程中的水深和流速在地形和隔堤等作用下的分布特性。     

基于耦合水动力模型的药湖联圩区洪水风险分析

鄱阳湖赣江尾闾药湖联圩防洪保护区水系繁多,频繁受到洪水侵袭,因此极有必要对该地区开展洪水风险分析。建立了能够模拟溃堤洪水水流演进的一、二维耦合水动力模型,并利用糙率分区、河道地形还原等技术进行优化,提高了模型精度。将该模型应用于药湖联圩防洪保护区,计算区域采用非结构化三角形网格进行剖分,设定溃口发生瞬时溃堤,溃口流量满足水量平衡原理,演进结果合理可靠。对演进计算结果进行洪水风险分析,结果表明:鸡鸣洲、大王庙、司家闸溃口洪水淹没面积分别为10.62,56.67,18.36 km2,淹没分布基本遵从地形高低原则,保护区内的淹没水深基本都大于3 m,区内洪水淹没范围大小和影响人口数量与溃口位置有关。     

联安围防洪保护区洪水演进模拟分析EI北大核心CSCD

针对联安围防洪保护区地形多变,水系复杂的特点,以水力学方法为理论基础,构建了一维水流模型与二维非恒定流模型水动力耦合的洪水模拟模型,综合考虑研究区丘陵地形、不同重现期洪水、防洪系统薄弱堤段等组合情景,进行基于情景方案的河道溃决洪水演进模拟及风险分析,模拟不同情景下保护区内的淹没面积、水深、溃口流量过程和洪水演进过程。结果表明,该模型能综合反映溃堤洪水造成的影响,可为洪水灾害的预警提供技术支持。     

松滋江堤防洪保护区洪水风险研究(Ⅱ)——风险分布特征

长江中下游地处冲积平原,洪水灾害较为频繁,沿江堤防是生命财产和生产设施的第一道屏障。其中荆江河段洪水峰高量大,且两岸支流众多、江湖关系复杂,防洪形势尤为严峻。以上荆江松滋江堤防洪保护区为研究对象,分析了可能产生的堤防溃口;在对复杂的荆江-洞庭湖水系进行概化的基础上,建立一二维耦合数学模型,研究了1 000 a一遇洪水条件下松滋江堤发生溃决后长江干流及防洪保护区内的洪水演进过程,并以最大淹没水深、淹没时间、最大流速、受影响人口及洪水损失为风险要素,分析了保护区内的洪水风险分布情况。文章共分为2篇,此为第二篇,旨在阐述保护区内洪水演进过程及风险分布特征。结果表明,涴市横堤发生溃决后造成的洪水损失最为严重,在实际防汛工作中需要重点关注。     

多源洪水耦合模型在防洪保护区洪水分析中的应用

针对防洪保护区单一洪水风险分析的不足,以一、二维非恒定流基本控制方程为理论基础,采用有限体积法对网格进行离散求解,建立溃堤洪水和暴雨多源洪水耦合的数学模型。在一、二维模型的链接处选用堰流公式实现河槽与保护区水流的实时交互,借助干湿水深理论对模型进行优化,利用遥感影像解译处理保护区内复杂地形条件下糙率对洪水演进的影响,概化处理区域内道路和过水涵洞对洪水的阻水或导水作用,并利用历史实测洪水资料进行模型验证。将验证后的模型应用于淮河干流凤台段防洪保护区多源洪水运动耦合模拟,分析了单一洪水与多源洪水对防洪保护区的损失比较结果,说明该区域受暴雨内涝影响较为严重。     

防洪保护区溃堤洪水模拟分析

为降低堤防溃决造成的重大生命财产损失,基于MIKE软件建立东鱼河南片(苏)防洪保护区一、二维水动力耦合模型,沿复新河堤防设置溃口1和溃口2,模拟复新河遭遇20 a一遇和50 a一遇洪水以及同频率暴雨下单个溃口的溃堤洪水在防洪保护区内的演进。对溃口流量过程、洪水演进图、最大淹没水深图进行分析,结果表明:随着溃堤洪水量级增大,淹没程度提高;同频率来水条件下,位于地势较低处的溃口1产生洪水的风险更大,是防洪的重点。     

外洪溃堤一、二维耦合模型与内涝模型叠加在防洪保护区内的应用探讨

针对防洪保护区河道洪水的漫滩、溃堤及其与内涝叠加耦合预测的难题,以模拟溃堤洪水遭遇区域内涝情况下洪水演进过程为目标,采用基于非结构网格的Roe格式离散控制方程,利用Mike-flood提供的标准连接、侧向连接实现一维与二维模型间的耦联,将溃口口门概化为宽顶堰并添加控制策略实现堤防溃决模拟。采用二维水动力模型耦合降雨径流关系计算净雨过程,建立与区域内涝模型叠加联用的一、二维水动力耦合模型。以中运河南片防洪保护区内洪水演进为例进行分析,结果表明:中运河右堤胡家险工溃决后,洪水向下游演进至房亭河与中运河交汇处的运西洼地内,最大淹没水深位于房亭河与中运河交汇处。模型能够较合理的反映区域内涝分布、地形及主要道路和涵洞对洪水演进的影响,可为区域内防洪抢险工作提供可靠依据。     

渭河下游南北岸防洪保护区洪水风险分析

渭河下游河段洪涝灾害易发,分析渭河下游防洪保护区的洪水风险,有助于完善渭河洪水防御体系,开展防汛应急工作和洪水风险管理。以渭河下游防洪保护区为研究对象,基于MIKE软件建立一维、二维耦合模型,采用实测洪水数据验证模型的合理性,进而模拟分析该保护区各溃口在相应类型和频率洪水条件下的洪水演进过程、淹没范围和淹没损失等。研究结果表明,渭河下游河势复杂多变,不同位置溃口溃决后的风险差别较大,同频率洪水下,最大淹没面积、淹没片区最大总损失、最大避险转移等发生在不同的片区。     

潮白河左堤防洪保护区洪水风险分析

本文应用MIKE软件对潮白河左堤保护区构建模型,实现河道洪水传播与保护区洪水演进的同步交换与实时模拟,模拟了防洪保护区不同方案的洪水演进过程,进行相应的洪水风险分析,为保护区洪水损失估算、避洪转移等提供数据支撑,并为洪水风险图的绘制提供数据支撑。     

汉江东荆河民垸防洪调度研究

为了分析东荆河分泄汉江洪水时，运用民垸分蓄洪对两岸的防洪效果，建立了东荆河一维非恒定河网模型和民垸行洪区二维水流模型，分析了单个民垸运用或多个民垸联合运用对东荆河洪水位的影响。结果表明：单个民垸运用可以使东荆河部分控制站的洪水位下降，发生1954年型长江洪水时，只需启用联合大垸就可以使所有控制站的水位降低到设计洪水位以下；但对于1964年型汉江洪水，需共同运用联合大垸和天星洲内垸行洪，才可使所有控制站的水位降低到设计洪水位以下。     

民主垸溃口入垸水量计算及出险成因分析

洞庭湖区从１９９５年到１９９９年间有４年发生特大洪水，大小共计几十个堤垸溃或愉。１９９９年７月益阳民主垸溃疡后，长江不文部门组织施测了从溃口开始到堵口复堤期间长达９０多天的水位、流量、溃口地形、河订地质等资料。通过大量实测数据，结合附近基本文站网的资料，把民主垸溃决作为一次分洪溃口的试验模型，对民主垸的入出流过程、入垸总水量、垸内 作用、资水中下游河段水位降低幅度及出险成因等方面进行限分析，为资水     

极端条件下联圩区外河网洪水安全研究

通过杭嘉湖地区长序列水文数据频率分析,选择典型设计暴雨,建立联圩区概化的河网非恒定流水动力学模型,计算外围洪水、潮水位胁迫下的极端设计洪水过程。考虑现有排涝安全格局条件,以及极端水文过程对河网防洪安全高度的潜在影响,以极端设计暴雨过程为例,对洛塘河小流域河网现状及校核条件下河堤约束进行计算,分析联圩区河网的防洪安全标准修正方法,建议进一步提升洛塘河星火、长春和斜西各圩区段的河道堤防防洪标准,以保证极端条件下洛塘河的防洪安全。     

参数变化对HEC-HMS模型流域洪水模拟结果的影响

为分析圩院式防洪模式对流域防洪的影响,以秦淮河流域为研究区,构建HEC-HMS水文模拟模型,分析不透水率、允许水深、排涝模数的变化对流域洪峰和洪量模拟结果的影响。研究结果表明:随着流域不透水率从20%增大至70%时,圩垸式防洪模式下流域洪量和洪峰均呈现增大趋势;当圩垸允许水深增大时,圩垸式防洪模式下流域洪量呈递减趋势,而流域洪峰呈递增趋势;随着排涝模数的降低,流域的洪峰和洪量呈递减趋势。研究成果对秦淮河流域及相似流域的HEC-HMS模型洪水模拟及参数设置具有借鉴和指导意义。     

阳澄淀泖区圩区排涝对区域防洪的影响分析

阳澄淀泖区属于典型的平原河网地区,河湖密布,地势低洼。为了抵御洪水,区域内建成大小联圩366个,约占总面积的50%。圩区建设是平原河网低洼地区的重要防洪排涝措施,但随着圩区规模的扩大、防洪排涝标准的不断提高,使得骨干河道洪水位上升,对区域防洪产生重要影响。以实测资料和圩区现状调查为基础,构建了能反映现状河网、圩区分布、圩区调度的数学模型,定量分析了圩区排涝对区域防洪影响。所建立的数学模型及对圩区排涝对区域防洪的影响分析可为阳澄淀泖区的洪水计算、防洪规划、圩区建设提供理论依据。     

Mathematical model for flood routing based on cellular automaton

Increasing frequency and severity of flooding have caused tremendous damage in China, requiring more essential countermeasures to alleviate the damage. In this study, the dynamic simulation property of a cellular automaton was used to make further progress in flood routing. In consideration of terrain＇s influence on flood routing, we regarded the terrain elevation as an auxiliary attribute of a two-dimensional cellular automaton in path selection for flood routing and developed a mathematical model based on a cellular automaton. A numerical case of propagation of an outburst flood in an area of the lower Yangtze River was analyzed with both the fixed-step and variable-step models. The results show that the flood does not spread simultaneously in all directions, but flows into the lower place first, and that the submerged area grows quickly at the beginning, but slowly later on. The final submerged areas obtained from the two different models are consistent, and the flood volume balance test shows that the flood volume meets the requirement of the total volume balance. The analysis of the case shows that the proposed model can be a valuable tool for flood routing.     

Hydrodynamic simulation of the operational management of a proposed flood emergency storage area at the Middle Elbe River

Emergency storage areas can be an effective structural flood protection measure. By their controlled flooding the risk of inundation for downstream areas with higher vulnerability can be reduced. In the present study, the flooding and emptying process of a proposed storage area at the Middle Elbe River is simulated. The storage area has a maximum capacity of 40 million m³ and is divided into two polder basins. It is designed for the attenuation of extreme floods of 100 years or more return period. A one‐dimensional hydrodynamic model is set up for a 20 km reach of the Elbe River, wherein the storage area is schematised by two storage cells each representing one polder basin. Flow between the storage cells and the Elbe River is controlled by adjustable gates, which operate based on the pre‐defined conditions. Four flood scenarios which differ in flood magnitude and hydrograph shape are simulated. The scenarios are derived from analyses of a 70 years discharge record. Furthermore, for each flood scenario two gate control strategies are investigated. The results show that during large floods the utilization of the storage area with controlled gate operations significantly reduces the Elbe River peak discharges. However, the magnitude of the attenuation depends on the steepness of the flood hydrograph and the applied control strategy with well‐timed gate operations. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

洪湖分蓄洪区启用对降低长江水位效果分析

运用一维、二维联算洪水演进模型,对长江干流螺山—汉口河段的洪水演进进行了模拟,分析了洪湖分蓄洪区的启用对该河段水位的影响,同时还模拟了洪湖分蓄洪区的洪水演进过程。计算结果表明,洪湖分蓄洪区的开启,能够有效地降低该河段的洪水位,从而减轻长江干流的防洪压力。计算结果可为洪湖分蓄洪区的合理启用提供科学的依据,为长江防洪调度提供参考。     

抚河尾闾抚东堤防洪保护区洪水风险分析

江西省是洪涝灾害发生较频繁的区域,特别是受上游洪水和鄱阳湖水顶托双重作用的赣抚尾闾河段。分析其洪水风险,对于提高江西省防洪减灾能力、减轻或避免生命财产损失是非常必要和迫切的。以抚东堤防洪保护区为例,利用MIKE软件建立一维、二维耦合模型,分析不同溃口在标准内(20 a一遇)和标准外(50 a一遇)洪水叠加鄱阳湖1954年型设计洪水条件下的洪水演进过程、淹没范围和淹没损失等。研究结果表明,由于抚东堤防洪保护区内地形起伏较大,不同河段的溃口溃决后的风险大小不同,其中上段李家渡水文站下侧溃口发生溃决时,洪水影响最大。研究结果对于类似区域洪水风险分析具有一定的参考价值。