北京城市副中心防洪风险研究

北京城市副中心规划防洪标准为100a一遇,其流域上游规划2座中型水库、50余处蓄滞洪区尚未建成,副中心周边防洪工程距离规划标准差距较大,导致副中心防洪安全难以保障。针对副中心来自上游的外来洪水压力大、区内防洪工程不达标等问题,采用一维、二维数学模型,分别对区域洪水风险、穿越副中心的北运河漫溢造成的淹没风险,以及副中心周边三条干流河道堤防不达标造成的防洪风险进行模拟计算和具体分析。结果表明:流域上游洪水不经有效拦蓄下泄后,将导致北运河干流100a一遇洪峰流量增加33%;同时,副中心周边三条河道均存在堤防安全风险。其中北运河发生100a一遇洪水时,即使区内宋庄蓄滞洪区建成启用,仍将有2 590万m~3洪水从3 km无堤段漫溢,并淹没副中心核心区0.2～2 m深。风险研究结果还表明,一旦近期通州境内宋庄蓄滞洪区、温潮减河分洪道等规划工程建成后,将有效降低城市副中心的部分防洪风险。研究成果对保障副中心防洪安全的规划工程实施安排及防汛抢险安排具有重要指导意义。     

基于MIKE21的濛洼蓄滞洪区洪水演算模拟

为研究蓄滞洪区分洪之后洪水演进情况,以淮河中游濛洼蓄滞洪区为研究对象,采用MIKE21模型对洪水演进过程进行了二维模拟计算。利用2007年实测水位数据对模型参数进行率定后,水位模拟最大相对误差约10%,表明模型具有较高精度。运用该模型模拟计算了最危险分洪方案下蓄滞洪区内任一点的水深、流速、到达时间等洪水淹没要素。研究成果可为濛洼蓄滞洪区防洪救灾提供技术支撑。     

胖头泡蓄滞洪区老龙口分洪闸泄洪能力分析

胖头泡蓄滞洪区位于哈尔滨市上游嫩江干流、松花江干流及第二松花江交汇处,可减轻三江洪水对哈尔滨市的防洪压力。采用数学模型计算和实体模型试验相结合的方法研究老龙口分洪闸的泄流能力及其影响因素,数学模型主要用于分析嫩江干流河道的冲淤演变及水位变化,同时为实体模型提供上下游边界条件;实体模型用于研究不同方案下分洪闸的过流能力。结果表明,老龙口分洪闸的泄流能力主要取决于嫩江干流水位和分洪通道的水位,而且对二者水位差的变化非常敏感。分洪闸过流能力的影响因素主要包括嫩江干流河道冲淤变化、分洪流量、洪水类型及行洪流路走向等。嫩江干流河道冲淤变化幅度很小,对干流水位基本不产生影响;分洪流量对嫩江干流水位影响比较明显,最大分洪流量时水位降幅达0.70 m。嫩江干流与第二松花江共发型洪水分洪对蓄滞洪区水位的减小幅度大于嫩江干流型洪水;蓄滞洪区内地形地貌复杂,不同分洪通道对分洪闸闸下水位影响显著,是泄洪闸过流能力的关键影响因素。因此,在蓄滞洪区内设置能快速分散蓄滞洪水的分洪通道非常必要。     

基于数字流域系统的漳卫河系洪水演进模型建立

以海河流域漳卫河系为研究对象,采用数字流域系统应用开发软件水动力学模型对洪水演进过程进行了零维、一维、二维耦合模拟计算,模拟了漳卫河系发生50年一遇洪水时主要河道以及蓄滞洪区分洪后各控制断面(点)洪水演进情况,输出洪水要素、河道水面线、控制站水位(流量)过程、蓄滞洪区控制点水位、蓄滞洪区最大入流、出流等结果,为漳卫河系防洪调度提供技术支撑。     

长江中游防洪问题与对策

三峡工程的首要任务是防洪,防洪的重点是保荆江安全。在此背景下分析长江中游当前防洪形势和三峡工程存在的问题,认为相对于长江中游洪水形势和防洪要求,三峡水库防洪库容远小于长江中游超额洪水,动态防洪库容小于设计静态防洪库容,有效防洪库容更小;长期河道演变使城陵矶等地同流量水位显著升高;中游蓄滞洪区建设规模严重偏小,而建设进度严重滞后,已有蓄滞洪区使用困难;当前大规模清水冲刷没有降低洪水位,反而荆江向洞庭湖分洪减小、河道泄洪能力进一步萎缩;三峡水库2008年按正常水位运行以来,连年拦中小洪水和超汛限水位运行,大量占据防洪库容和压低下泄洪水流量,使下游河道长期得不到洪水塑造,行洪能力和堤防得不到检验和考验。考虑到气候变化等不确定性影响,现在长江中游防洪形势仍然严峻。建议:切实维护三峡工程规划确定目标和防洪调度方式,严格控制汛限水位,积极采取优化调度增加水库防洪能力;尽快完成三峡工程规划要求的城陵矶附近蓄滞洪区建设,采取政策措施保证分洪与发展兼顾;改变和优化金沙江下游4大梯级水库汛期运行方式;加强三峡库区岸坡治理、提高水库防洪调度灵活性;采取积极措施维护长江中游江湖关系稳定。     

浅议崔家桥蓄滞洪区分洪口门位置确定

崔家桥蓄滞洪区位于河南省海河流域卫河支流洹河中下游处的河道左岸,它对控制洹河流域洪水,保证下游卫河的防洪安全起着非常重要的作用。通过对崔家桥蓄滞洪区的调度运用方式进行研究分析,合理确定蓄滞洪区的分洪口门位置,能够合理有效的运用蓄滞洪区,尽量减小洪水淹没损失,控制河道下泄洪水,保证下游区域防洪安全。     

北京市潮白河超标准洪水研究

以"潮白河流域综合规划——超标准洪水课题研究"为对象,分3种方案5种工况,在100 a一遇超标准洪水条件下,分析河南村橡胶坝至箭杆河入河口河段的现状行洪能力,同时模拟河段上下游左堤分洪后可能引起的淹没状况。模拟结果表明,当该河段潮白河遭遇100 a一遇超标准洪水时,左堤将要承受着漫堤的洪水风险;另外不论在河段上游还是下游加设分洪口,对于河道的洪峰削减均不明显,分洪口的选择非常重要。     

兰沟洼蓄滞洪区分洪口门合理宽度分析

利用MIKE洪水分析软件研究兰沟洼蓄滞洪区分洪口门开启宽度与洪水水位、流量间的相关关系。建立了包括白沟河、南拒马河和兰沟洼蓄滞洪区的水动力学模型,基于现有的研究成果和实测资料,采用最新的地形图和水文成果进行洪水演进分析。在保证大清河水系北支整体洪水调度安全的前提下,分析合理的分洪口门宽度。     

青龙湾减河、潮白新河20年一遇洪水遭遇分析研究

青龙湾减河、潮白新河是天津市北部地区的重要行洪河道,是天津市北部地区的重要防洪屏障,大黄堡洼是分泄青龙湾减河洪水的蓄滞洪区,黄庄洼是分泄潮白新河洪水的蓄滞洪区。以青龙湾减河、潮白新河和大黄堡洼、黄庄洼蓄滞洪区为研究对象,开展2条河道20年一遏洪水遭遇分析,研究2条河道堤防影响和蓄滞洪区洪水演进过程,为该地区的防洪决策提供支撑,尽力减轻洪涝灾害损失。     

蓄滞洪区设立对汾河下游防洪的影响

通过对汾河下游洪水特性和流域防洪状况的分析,针对汾河下游的河道特点、流域防洪状况,基于水流的连续方程和运动方程,建立了河道一维洪水演进模型,并合理规划蓄滞洪区。利用建立的模型对汾河新绛县南梁桥—河津水文站河段进行了数值模拟。结果表明:模型计算流量与实测流量吻合较好;通过设定的蓄滞洪区分洪后,水位降幅明显,可减轻流域内防洪重点地区新绛、稷山、河津的防洪压力。     

基于MIKE FLOOD模型的潖江蓄滞洪区调度运用方案研究

为保障潖江蓄滞洪区的合理调度运用,保证北江中下游防洪安全,进行了调度方案的研究。基于MIKE FLOOD平台,建立了潖江蓄滞洪区一、二维耦合水动力数学模型,对拟定的五个调度运用方案进行了对比研究,分析了不同方案下石角站洪峰流量及自身淹没范围的情况。对比结果表明,适当延迟蓄滞洪区的启用时机,对削减石角站洪峰流量、减少区内淹没损失的效果更为明显。据此确定"当江口圩水位达到22.2 m时,一次启用蓄滞洪区"的方案最优。该方案下,发生P=0.3%、P=0.5%和P=1%洪水时,石角站洪峰流量可分别削减1 150 m~3/s、1 407 m~3/s和1 017 m~3/s,最大淹没面积为86.1 km~2。相关成果可供潖江蓄滞洪区的管理决策参考,也可为其他蓄滞洪区的调度运用方案研究提供参考。     

蒙洼蓄滞洪区洪水淹没数值模拟

蓄滞洪区是我国江河防洪体系中重要的组成部分。蒙洼作为淮河中游一个重要的蓄洪区，在淮河洪水调度中发挥着至关重要的作用。采用二维非恒定流不规则网格模型，模拟蒙洼蓄洪区内洪水淹没过程，分析蓄洪区内洪水风险，并采用2003年淮河大洪水的实测资料，对模型进行验证。结果表明，该模型能较好地模拟蒙洼蓄洪区洪水淹没过程，可用于蒙洼蓄洪区的规划、建设、管理，乃至整个淮河流域的洪水预报。     

小浪底水库建成后黄河下游洪水调度原则研究

结合黄河下游防洪出现的新情况、新问题，在小浪底水库运用初期，水库拦洪库容将增加近８０亿ｍ＾３的条件下，通过分析计算，提出小浪底水库运用初期黄河下游洪水高度的原则意见：昼利用水库拦蓄洪水；在确保进防安全的前提下，充分利用河道排泄洪水；相机运用蓄滞洪区分滞洪水。     

广东北江清西围临时蓄滞洪区调度优化研究

广东潖江蓄滞洪区采用新形势下的调度原则以后,使得清西围缺少了相应的调度方式。为此,建立了一维和二维耦合水动力数学模型,并采用该模型模拟计算了在北江300 a一遇洪水的工况下,潖江蓄滞洪区改变调度原则后,清西围不同开启时机、不同扒口位置及参数的调度运用方案。计算结果表明:广东潖江蓄滞洪区与清西围联合运用,可使石角站的洪峰流量削减至50 a一遇以下,从而能保障北江下游地区的防洪安全;当清远站的洪峰流量Q达到13 600 m~3/s时,启用清西围下游的恒屏段扒口(Z=10.9 m,B=300.0 m)的方案最优。相关研究成果可为广东潖江清西围的管理决策的研制提供科学依据,同时也能对北江下游防洪体系的优化调度运行提供参考。     

三峡工程投运后长江蓄滞洪区规划建设建议

长江洪水峰高量大、历时长,利用蓄滞洪区有计划地分蓄洪水,是保障重点地区防洪安全的重要措施之一。分析了三峡工程投运后,长江蓄滞洪区的作用,提出要根据防洪形势的变化,动态研究长江超额洪量;要考虑三峡工程建设运行后的新的情况,合理布局长江流域蓄滞洪区;按照使用几率,分洪效果及其重要性进行蓄滞洪区分类及建设。     

西三洼洪水演进数值模拟及洪水风险分析

为模拟西三洼蓄滞洪区洪水演进,对其洪水风险进行分析,以一、二维非恒定流控制方程为基本理论,采用有限体积法,结合西三洼地形资料及大清河流域水文资料,建立一、二维耦合的洪水演进数学模型。采用63·8洪水实测资料对模型进行验证,结果基本吻合。对不同工况及重现期下的设计洪水进行洪水演进模拟计算并绘制洪水风险图。研究表明:该模型可模拟西三洼蓄滞洪区各分洪口门开扒时间、各时刻淹没面积、淹没水深及滞洪量等水情信息及其变化过程;规划情况(增加安全区)的滞洪总量大于现状情况滞洪总量;发生百年一遇洪水时,西三洼蓄滞洪区77%地区都遭受洪水侵害,其中57%区域为危险区,11%区域为重灾区,5%区域为中灾区。研究成果可为防汛部门制定科学合理的防洪减灾规划提供参考依据。     

水流数值模拟在滞洪区中的应用

滞洪区行蓄洪水时,水流形态复杂,传统的一维恒定、非恒定流计算方法将不满足要求,二维非恒定流数学模型能够较为准确地全面模拟计算域内水流的运动、水位的变化过程、冲淤情况等。在介绍二维非恒定数学模型原理的基础上．对崔家桥滞洪区行蓄洪水过程进行了模拟,并结合实际工程项目,对石郑客运专线铁路桥和锦郑成品油管道穿越崔家桥滞洪区的修建工程前后．进行了域内洪水演进、淹没及工程位置处流速状况的计算分析,为防洪评价提供了科学依据。     

基于层次分析法的蓄滞洪区多目标利用研究

蓄滞洪区具有蓄滞洪水、净化水质、改善环境等多种功能,是流域防洪体系的重要组成部分。但蓄滞洪区长期以来的建设及管理滞后,严重影响了蓄滞洪区作用的有效发挥,也使蓄滞洪区成为经济发展、区域防洪、城市环境改善过程中的薄弱环节。以浙江省嵊州市湛头滞洪区改造为例,从研究区实际需求分析出发,采用层次分析方法,建立评价指标体系,对拟定的蓄滞洪区改造方案进行量化评价,通过综合得分确定了最优方案。方案实施后可实现滞洪区的多目标利用与可持续发展。     

我国蓄滞洪区规划与建设的思路

蓄滞洪区是我国江河防洪体系的重要组成部分,但长期以来蓄滞洪区建设与管理滞后,严重影响了蓄滞洪区作用的有效发挥。为切实加强蓄滞洪区建设与管理,水利部组织开展了全国和各流域蓄滞洪区建设与管理规划的编制,为全面推进和加快蓄滞洪区建设、强化蓄滞洪区管理奠定了基础。回顾了我国蓄滞洪区建设与管理历程,在梳理蓄滞洪区建设管理相关问题与经验的基础上,分析提出了新形势下我国蓄滞洪区规划与建设的思路。