基于MIKE软件的溃坝洪水数值模拟

为模拟水库溃坝,以金牛山水库为例,在分析设计洪水和水库水位多种组合下利用MIKE软件模拟了主坝溃决后洪水在下游的演进过程,获得了淹没水深、淹没范围及流速等洪水风险信息,为金牛山水库下游防洪决策提供了依据。     

洪泽湖周边滞洪区洪水风险分析

为加强洪泽湖周边滞洪区的洪水风险管理,构建了洪泽湖周边蓄滞洪区一、二维耦合的洪水演进数学模型。利用1991、2003、2006、2007年四年历史洪水资料对模型参数进行率定,验证了模型的合理性。对洪泽湖50、100、300年一遇三种设计洪水方案进行模拟计算,得到了各类洪水风险要素的动态分布情况,并通过GIS叠加分析,估算了三种方案下的淹没损失情况,该结果可为洪泽湖周边滞洪区的洪水风险管理提供参考依据。     

蓄滞洪区洪水模拟研究综述

蓄滞洪区洪水模拟是风险分析与居民防洪避险等非工程措施的重要依据。本文从蓄滞洪区洪水模拟的必要性、水文模型、水力学模型特别是二维水力学洪水演进模型的数值计算方法与几个问题的处理等方面对蓄滞洪区洪水模拟方法进行了述评     

基于GIS的风暴潮洪水风险分析系统研究

利用GIS技术对上海市沿海地区风暴潮灾害的危险性进行了探索性评估,在实现洪水演进模型与风暴潮溃堤进水量计算模型实时耦合传输模式基础上,勾画出不同洪水频率下最大可能淹没范围,表述淹没水深等风险指标的空间分布.运用模糊数学方法和GIS叠置分析技术对洪水风险度进行评估,绘制了洪水风险图.结合评估结果展开了风暴潮风险分析系统的研究,探讨了系统设计的结构体系、关键模块和技术.该系统的建立为洪水风险图编制提供了快捷有效的途径,也为上海市沿海地区防洪减灾决策提供了科学依据.     

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。     

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。     

水库下游洪水风险分析研究

以大隆水库下游为例,综合研究了水库下游洪水风险分析技术,采用溃坝模型计算了溃坝洪水流量过程,在其他设计标准洪水下通过水库调度模型计算了相应水库下泄流量过程,通过洪水演进模型模拟洪水淹没过程,计算了淹没水深、范围、流速等多种洪水淹没要素,采用GIS叠置分析方法并结合洪水演进计算结果计算了淹没损失。获得了可信的洪水风险分析结果,为水库下游洪水风险分析提供了技术支持。     

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G4模型的汾河流域洪水风险分析

为了快速地进行洪水风险分析、准确地评估出流域存在的防洪问题,以汾河流域为例,采用二维G4洪水模型进行洪水淹没分析,绘制了相应的汾河流域洪水风险图,并在风险图的基础上,结合GIS空间分析功能建立了受灾损失模型,对研究区主要防洪工程进行了相应的受灾损失评价。结果表明,在现状堤防条件下,流域内城市防洪标准偏低;在规划堤防条件下,洪水淹没面积明显缩小,受灾人口和经济损失也显著减少。     

HEC RAS模型在洪水风险分析评估中的应用研究

以海淀区北部的南沙河流域为例,采用HEC-RAS模型模拟了50年一遇洪水水文资料下的演进过程,并可视化显示水深、流速、淹没区域等信息。结果表明,该模型操作方便,计算效率较高,满足防洪规划要求,可作为洪水风险分析的理论技术支撑。     

Tank模型在中小河流洪水气象风险预警中的应用

结合蒲河流域的气候条件和洪水特性，利用Tank模型模拟了该流域2019～2020年10次暴雨洪水过程，构建了适用于该流域的概念性暴雨致洪气象风险预警模型，并进行仿真模拟和精度评定。结果表明，改进后的水箱模型能直观地模拟出石角水文站不同时间尺度、不同基础水位条件下的水位变化过程曲线，能减少面雨量阈值的不确定性，预报精度为乙等；根据模拟结果逐级发布气象风险预警，技巧评分和命中率为100%;平均预警发布时间提前3 h以上，可代入预测降水进一步延长洪水预报预见期。     

基于Lattice Boltzmann方法的济南市城区暴雨洪水模型

为能够较好地模拟济南市遭遇强降雨时"南水北淹"的洪水运动特点,构建了一个既考虑淹没又考虑街巷洪水的城市雨洪模型,并在模型中的水动力学计算部分采用了Lattice Boltzmann方法。为判断模型精度,将模型的计算结果与该模型唯一控制站点小清河上黄台桥水文站的实测数据进行比较,并将重要道路上易受淹点的调查水深作为参考数据。结果表明,与实测数据和调查水深相比,该模型模拟结果较好,且由于在街巷洪水、河道汇流计算部分采用了Lattice Boltzmann方法,计算效率较传统的水动力学计算方法得到大幅提高。     

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。     

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.     

风险模型在洪水保险理赔中的对比研究

运用保险精算学原理，以我国典型蓄滞洪区为研究对象，建立了确定洪水保险损失的短期个别风险模型与短期聚合风险模型，对保险标的分洪损失及蓄滞洪区的运用几率进行定量研究，从而计算出保险公司在一定时期内可能发生的理赔总量的分布情况；并应用实例分析了两个模型间的关系。为确定不同区域风险损失、保险费率的厘定及保险经营的稳定性提供依据。     

二维溃坝洪水模型在西丽水库中的应用

为分析西丽水库主坝历次除险加固效果及坝体现状,假定一种可能出现的溃坝工况,选取经验公式计算此时的溃坝形式、溃口形态及流量过程,建立MIKE11水动力模型,由断面插值生成二维地形,并采用分段模型法,以溃口流量过程线作为上边界条件,以深圳湾P=0.5%(3.03m)极端高潮位过程线作为下边界条件,搭建二维洪水演进模型,计算得下游洪水淹没历时、水深及淹没范围,分析溃坝对大沙河流域所产生的风险,最后采用水量平衡法对模型结果进行验证。结果表明,所建模型计算结果可靠,能较好反映溃坝洪水运动特性,为西丽水库应急预案提供参考。     

基于Mike耦合模型的城市超标准洪涝灾害影响分析

为制定大连市超标准洪水防御方案,利用Mike系列模型将一维地下排水管网模型与地表二维模型耦合,模拟分析标准内50年一遇、超标准100年一遇两种暴雨情景下研究区的洪水淹没特性。结果表明,与标准内暴雨相比,超标准暴雨下研究区充满管道数量显著增加,主要内涝积水点的空间分布基本不变,平均淹没水深由0.37m增加到0.56m;研究区低风险面积减少,高风险面积显著增加,且高风险平均淹没水深超过1m;应对超标准洪涝灾害时,常规应急抢险难以为继,应侧重于防御,重点高风险区域应提前做好人员转移、沙袋布置等防御措施,最大限度地减少人民生命财产损失。     

基于库群联合调度和DEM的区域洪水淹没范围模拟

为快速确定与分析水库下游洪水淹没范围,以联合调度模型得到的累积成灾水量为淹没水量,以研究区域的DEM为数据基础,并结合体积法的思想,通过ERDAS模拟黄壁庄水库下游一定水量的无源淹没面积。模拟结果表明,对100年一遇设计洪水,将不产生淹没;对1 000年一遇设计洪水,在累积成灾水量为39.26×108 m3时,相应成灾水量洪水淹没面积为3 926km2,与子牙河系堤防保护区查证资料相符,可见库群联合调度与DEM相结合的方法模拟洪水淹没范围可行、有效。     

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。