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。     

Preissmann隐式差分格式在渭河下游洪水演进计算中的应用

针对渭河下游河道的特点,利用Preissmann四点加权隐式差分格式对圣维南方程组进行离散,求解洪水的传播过程。文中对差分方程各项系数中的全微分项dA/dz、dB/dz、dα/dz和dK/dz的散离方法进行了讨论,给出了较为有效的数值计算方法。利用渭河下游临潼至华阴河段1983年9月底的实测洪水过程对模型的验证计算结果表明,水位和流量过程计算值与实测值均吻合较好,所提方法是合理可行的。     

基于Web的钱塘江下游洪水实时预报系统研制

针对钱塘江防汛工作的实际需求,基于Web技术和GIS平台构建了钱塘江河口洪水实时预报系统,该系统以一维动床模型为核心,自动获取水雨情实时遥测数据进行洪水实时预报,并提供了根据下泄流量方案计算沿程各站点洪水位、闸口限制水位反算控制电站运行最大下泄流量及方案比较、结果查看等功能.实际运行结果表明,该系统运行稳定、操作方便快...     

基于MIKE21 FM模型的蓄洪区洪水演进数值模拟

利用MIKE21 FM模型的用户界面友好、可视性好、能灵活处理复杂地形等优点,基于蓄洪区洪水演进特点,构建了基于MIKE21 FM模型的蓄洪区洪水演进数值模型,运用该模型对潖江蓄洪区的洪水演进模拟结果表明,MIKE21 FM模型简便、运算快速、模拟精度高、模拟效果真实,可用于较复杂蓄洪区的洪水数值模拟。     

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。     

马斯京根法在黄河吴堡—龙门区间洪水演算中的应用

针对黄河吴堡龙门区间(吴龙区间)洪水陡涨陡落的洪水特性和多支流的水系特点,采用马斯京根分段连续演算法模拟黄河吴龙区间洪水过程,建立了基于先合后演法的洪水演算方案,给出了分段初始流量确定方法,并制定了支流洪水处理方案,采用实测期与预报期实测洪水资料率定和检验参数,结果表明洪水模拟精度较高。     

洪水预报误差在河道演算中的传递分析

考虑入流过程洪水预报误差的随机性,基于Nash汇流理论建立了河道洪水演算的随机模型,在预报误差近似独立且服从正态分布时,推导了出流过程的计算公式和方差函数,定义了洪水预报误差随机性的传递函数,分析了洪水预报误差的随机性在河道洪水演算过程中的传递特征。实例应用结果表明,上游入流的洪水预报误差经过河槽调蓄或经由Nash汇流模型演算后,其不确定性会大为降低。同时,根据建立的河道洪水演算随机模型,还可以确定出流过程的置信区间,从而为估计河道防洪控制断面可能出现的风险提供理论依据。     

基于AdH模型的美国内华达州塔基河洪水数值模拟

以美国内华达州塔基河为例,基于AdH模型建立了覆盖主槽和洪泛区的有限元数值模型,选取四种不同频率的洪水事件作为基础资料并对其洪水过程进行了模拟分析,探讨了输入参数对模拟结果的影响,并对AdH模型进行了率定和验证,进而分析了淹没面积和淹没体积与流量的关系。结果表明,主槽糙率系数的选取对洪水模拟结果的影响相对于洪泛区而言更为显著,是模型率定时应优先调整的参数;AdH模型完全可以再现洪水发展—消退的全过程,是一种有效的洪水预报模型;淹没面积和淹没体积与流量间的关系具有明显的反绳套规律。     

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。     

黄河内蒙段干流流量演进模型

为探究黄河内蒙段干流的流量演进过程,基于该河段干流各水文站1987~2011年实测逐日流量资料,依据水量平衡原理,利用灰色关联分析法推求流量传播时间,并采用马斯京根新建模法模拟黄河内蒙段干流的流量演进,分别建立了该河段畅流期不同流量级别和不同时段的流量演算模型,分析预报了该河段畅流期的流量过程。结果表明,不同模型模拟的流量过程与实测系列均吻合,模拟结果的预报精度均达到了预报精度要求,且根据不同流量级别建立的模型精度更高,更易于实际应用操作。     

塔里木河流域乌斯满河段平面二维水沙数值模拟

由于新疆塔里木河流域乌斯满河段每年汛期泥沙含量及洪水流量均不相同,因此原型观测既耗时又耗力,针对该河段的泥沙特点,基于CCHE2D河流泥沙模型,对乌斯满河段汛期泥沙冲淤和河床变形问题进行二维数值模拟,首先在为期92d的汛期下对乌斯满河段泥沙形态进行数值模拟,提取W2断面泥沙形态计算结果与原型观测结果做比较从而率定泥沙参数;然后在后续28d的汛期,采用该模型对同河段进行数值模拟,得到W2和W5典型断面的水流水位、纵向水面线水位、河床泥沙淤积形态结果并与实测结果进行对比分析。结果表明,该模型计算的水流水位和河床冲淤形态与原型观测资料吻合较好,由此提取河床形变结果,通过模拟计算汛期河床冲淤深度及位置,可为该河段日后建立拦河枢纽工程及河道整治提供参考依据。     

佛子岭水库群汛限水位调整及风险分析

为提高水库群防洪和兴利效益,以佛子岭水库群为例,针对单库调洪演算的局限性,考虑水库间水力联系,建立了联合调洪演算模型,通过确定联合运用时的起调水位和止调水位,研究了汛限水位调整后的运行效果。同时,采用安全度作为风险分析指标,计算了各汛限水位组合下水库群的安全度,定量分析了汛限水位调整对防洪安全的影响。结果表明,佛子岭水库群汛限水位可恢复至设计值,且白莲崖水库的兴建能大幅提高水库群的整体防洪能力。