土石围堰溃堰洪水三维动态风险分析系统建模研究

基于三维动态可视化仿真技术，耦合土石溃堰洪水数值模拟和溃堰动态仿真模型，建立施工洪水演进水力要素、洪水演进过程和河槽空间位置等信息耦合的土石溃堰洪水演进动态仿真架构，在三维可视化信息平台的基础上，将数值模拟数据及三维动态仿真数据与相应的图元对象建立映射关联，通过动态更新洪水水位、围堰及河道等图元变量和属性变量，直观的表现了土石溃堰洪水演进的时空分布特征，为探求溃堰发生发展机理及防洪减灾决策分析提供了交互式可视化平台。     

土石围堰溃决对下游水库的影响研究

溃口流量模拟和溃堰洪水演进分析是研究土石围堰溃堰对下游水库影响的基础.土石围堰溃堰是逐渐发展的,不可能在瞬间溃决,当溃口大小已知时,可按局部溃堰公式计算渍口流量,结合入库洪水过程计算溃口处的流量过程线,据此构建了围堰水库水量平衡-溃口流量模拟模型,根据有限元基本原理构建了一维渍堰洪水演进模型.分析土石固堰渍堰对下游水库的影响时,可将演算至下游水库的溃堰洪水与下游水库设计入库洪水峰对峰线性叠加.     

苗尾水电站施工期溃堰洪水计算分析

苗尾水电站施工期临时围堰挡水度汛期间,若因上游超标洪水导致围堰溃决,将引起围堰库区水体骤然下泄,形成较大溃坝洪峰向下游传播,严重威胁下游两岸村镇及功果桥梯级电站的安全。根据溃坝洪水传播和运动的特点,建立了一个包括围堰溃决过程和洪水演进的溃堰洪水数学模型。利用该模型,合理假定围堰溃决模式,拟定不同的计算方案,对苗尾水电站施工期围堰溃决及溃堰洪水演进过程进行了模拟计算。通过模型计算可以得到各特征断面的最高水位和最大流量值,并可以得到溃堰洪水传至各特征断面的演进时间。因此,可以利用溃堰洪水数学模型,为围堰溃决时下游河道两岸的洪灾分析及溃堰应急预案制定提供科学依据。     

基于VRP的溃堰洪水演进4D交互式可视化研究

水利工程溃堰洪水演进分析对工程设计与灾害预警有重要意义。基于Virtual Reality Platform(VRP)平台,利用图形图像处理方式直观地模拟洪水演进过程,系统全面地分析洪水要素在时间与空间上的相互关系。融合多种数字处理技术进行数据可视化,建立洪水水力要素的时序变化与图形之间的映射关系,表现河道溃堰洪水水位、水深等水力要素的演变过程。实例说明VRP可模拟围堰溃堰洪水演进全过程,实现动态分析与用户交互,表明基于VRP的溃堰洪水演进动态4D可视化对洪水风险整体分析具有独特优势。     

应用DAMBRK模型进行溃堰洪水分析计算

某电站施工围堰为土石围堰,当施工期上游来流超过围堰设计防洪标准相应的流量时,围堰就有可能发生溃决,一旦发生溃决,将对下游铁路桥、公路桥、集镇等重要设施及沿江两岸居民点产生影响,直接关系该电站施工期遭遇超标准洪水时下游防洪度汛工作,为此进行溃堰洪水分析计算,预测溃堰后洪水对下游的影响,以便提早采取相应的措施。     

浅谈模袋混凝土防护土石围堰施工技术

为确保围堰过水时土石不流失、不溃堰,最大限度地减少洪水过后坝内泥渣的清理量,采用模袋混凝土施工技术保护围堰,取得了较好的效果。     

梯级水电建设环境下土石围堰漫溢风险研究

针对在梯级水电建设环境下围堰度汛受来水、泄流等不确定性因素的耦合影响,以评估工程漫溢风险为目标,采用Monte-Carlo法仿真抽样技术及现有风险分析理论,按工程流域面积占比推求各级围堰施工期不确定性来水,结合工程安全度汛、溃堰失效两种不同泄洪方式建立梯级开发条件下土石围堰漫溢风险计算模型,并使用该模型进行了实例分析。结果表明:在梯级水电建设环境下上游工程安全度汛能有效降低下游工程的漫溢风险,与泄洪有关的水力参数对工程漫溢风险影响不大,而水文风险则是影响工程安全度汛的主要因素;当上游工程漫溢溃堰,改变了下游工程前的洪水组合方式会显著增大其漫溢失效的概率。研究成果可以合理预测梯级水电建设环境下工程的漫溢风险,能为梯级建设环境下土石围堰的设计及施工度汛提供重要的决策支持。     

基于HEC-RAS的施工期围堰溃决洪水模拟研究

研究溃坝(堰)洪水演进对下游区域的灾害预警和防洪决策等具有重要意义。基于HEC-RAS一维非恒定流水力学模型,考虑不同的入库流量及围堰破坏形式,对某水利工程施工期围堰溃决洪水进行了数值模拟,并分析了各工况下围堰溃口及河道下游的洪水流量过程、洪峰到达时间等。研究成果可为该工程防洪抢险预案的制定提供科学依据,同时可供其他类似工程参考。     

堰塞坝溃决洪水的三维视景模拟关键技术

我国是地震多发区,地震形成的堰塞坝一旦溃决,对下游城市和保护区将产生严重影响。由于堰塞坝溃决的复杂性和不可重复性,因此单一的数值模拟和物理模型试验均无法全面展现其变化特征。而三维视景模拟可在虚拟环境中精确地提供堰塞坝溃决及洪水演进的动态演变过程,具有显著的优势。本文重点阐述了堰塞坝溃决洪水三维视景模拟的基本原理和关键技术,基于堰塞坝溃决洪水计算模型和三维视景仿真技术之间的耦合,对堰塞坝溃决洪水进行三维分析和仿真,实现堰塞坝溃决洪水的三维视景模拟仿真与应用。相比传统的一维或者二维水动力学计算和展示,三维视景模拟更为准确和直观,它为堰塞坝溃决洪水问题的深入研究提供了一条行之有效的途径,可为提前制订应对方案和降低堰塞坝溃决所带来的损失提供参考依据。     

长距离溃堰洪水演进二维数值模拟

建立了用于模拟溃堰洪水演进的平面二维水流数学模型。采用非规则四边形网格划分计算区域，用有限体积法求解水深积分方程，显式MacCormack预测—校正格式步进计算，采用基于界面属性与单元属性的动边界技术处理干湿变动网格。模拟了唐家山堰塞坝溃堰过程及溃堰洪水在长约70 km河道中的演进过程，给出了各溃堰方案下溃口及沿程测站的水位流量过程，以及沿程最大洪峰流量，模拟结果充分反映了河道平面形态变化、漫滩及槽蓄对洪水演进的影响，为堰塞坝溃坝预案的制定提供了科学依据。