線狀建筑物分洪區(qū)洪水演進(jìn)數(shù)值摸擬

冰湖潰決洪水演進(jìn)模擬

洪水風(fēng)險(xiǎn)圖是進(jìn)行洪水風(fēng)險(xiǎn)分析,預(yù)防洪澇災(zāi)害的有效技術(shù)手段。文章基于mike21fm模型開展淮河流域泉潁片（豫）防洪保護(hù)區(qū)洪水演進(jìn)仿真模擬研究,獲取淹沒水深、歷時(shí)、到達(dá)時(shí)間、最大流速等洪水風(fēng)險(xiǎn)信息,結(jié)果表明該模型計(jì)算效率高、穩(wěn)定性好、模擬精度高、模擬結(jié)果合理,成果可為淮河流域泉潁片（豫）防洪保護(hù)區(qū)的防汛救災(zāi)工作提供技術(shù)支撐。

洪水風(fēng)險(xiǎn)圖是進(jìn)行洪水風(fēng)險(xiǎn)分析,預(yù)防洪澇災(zāi)害的有效技術(shù)手段。文章基于mike21fm模型開展淮河流域泉潁片（豫）防洪保護(hù)區(qū)洪水演進(jìn)仿真模擬研究,獲取淹沒水深、歷時(shí)、到達(dá)時(shí)間、最大流速等洪水風(fēng)險(xiǎn)信息,結(jié)果表明該模型計(jì)算效率高、穩(wěn)定性好、模擬精度高、模擬結(jié)果合理,成果可為淮河流域泉潁片（豫）防洪保護(hù)區(qū)的防汛救災(zāi)工作提供技術(shù)支撐。

景洪水電站泄洪建筑物設(shè)計(jì)——文章簡要介紹了景洪水電站泄洪消能方案的選擇、“寬尾墩一消力池”新型聯(lián)臺(tái)消能工在本工程中的應(yīng)用以及主要泄洪建筑物的設(shè)計(jì)　　

高含沙洪水通過黃河下游河道時(shí)往往發(fā)生嚴(yán)重淤積,因此,數(shù)值模擬研究高含沙洪水的演進(jìn)過程,對(duì)理論研究及實(shí)際工程需求均具有重要意義。以往的泥沙數(shù)學(xué)模型通常不考慮高含沙量對(duì)水流控制方程的影響,而這將會(huì)影響高含沙洪水演進(jìn)過程的模擬。本文建立了黃河下游高含沙洪水演進(jìn)過程的一維非恒定非均勻沙數(shù)學(xué)模型,該模型不僅在水流控制方程組中采用渾水的連續(xù)方程與動(dòng)量方程,而且通過引入灘槽劃分及\"二級(jí)懸河\"處理等技術(shù)考慮黃河下游復(fù)雜地形下的水沙演進(jìn)。以1977年的典型高含沙洪水過程為例,分析高含沙量對(duì)洪水演進(jìn)的影響,并率定出模型中的恢復(fù)飽和系數(shù)、不飽和系數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)。將率定后的模型參數(shù)應(yīng)用于1992年下游實(shí)測(cè)洪水的模擬,驗(yàn)證模型的適用性。計(jì)算結(jié)果表明:考慮高含沙的影響后,洪峰流量、水量、傳播時(shí)間的模擬誤差減小,說明在數(shù)值模擬高含沙洪水的演進(jìn)中有必要采用渾水控制方程。

考慮溝渠倒灌、退水對(duì)防洪保護(hù)區(qū)潰堤洪水演進(jìn)的影響,采用有限體積法建立了防洪保護(hù)區(qū)的二維洪水演進(jìn)模型,分別采用二階tvd格式和二階runge-kutta方法對(duì)計(jì)算區(qū)域的空間離散和時(shí)間離散求解,定量分析了潰口寬度和溝渠倒灌、退水對(duì)防洪保護(hù)區(qū)洪水演進(jìn)及淹沒范圍的影響,并用水面線平鋪得到的淹沒線對(duì)模型計(jì)算淹沒范圍進(jìn)行了驗(yàn)證。研究表明:潰口寬度每增加50m,區(qū)內(nèi)蓄洪量相差8%左右,潰口越寬,水位上漲越高,但最大水深隨時(shí)間的變化不明顯,淹沒范圍的變化率較小,最大淹沒范圍相差約1.8%;溝渠退水和支流倒灌的作用非常明顯,最大蓄洪量和最大淹沒范圍相差60%以上。與潰口寬度增大相比,溝渠倒灌、退水會(huì)造成更大的淹沒損失。

結(jié)合地理信息系統(tǒng)(gis)技術(shù)和三維仿真圖示技術(shù),探討了基于gis的河道、蓄滯洪區(qū)洪水演進(jìn)可視化仿真技術(shù)原理與方法,分析了洪水演進(jìn)可視化模型的建立過程,設(shè)計(jì)出河道、蓄滯洪區(qū)洪水演進(jìn)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及開發(fā)模式,并介紹了系統(tǒng)具體功能的實(shí)現(xiàn).本仿真模型在實(shí)例中得到了成功的應(yīng)用,可為防洪減災(zāi)決策提供快捷、直觀形象的信息支持.

采用無結(jié)構(gòu)不規(guī)則網(wǎng)格技術(shù)對(duì)滯洪區(qū)地形進(jìn)行自動(dòng)剖分,根據(jù)三維流體動(dòng)力學(xué)方程建立了適合滯洪區(qū)計(jì)算的一、二維洪水模擬模型,將地形條件概括為地面型通道、河道通道、特殊型通道和連續(xù)堤或缺口堤4種通道對(duì)方程進(jìn)行了離散,利用天津市大清河滯洪區(qū)的實(shí)測(cè)資料對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果吻合較好,并模擬了百年一遇洪水在本滯洪區(qū)的演進(jìn)情況.為防洪減災(zāi)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了可靠的依據(jù).

在對(duì)定西市安定區(qū)區(qū)域暴雨特性、洪水特性進(jìn)行系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)區(qū)域水文測(cè)站分布情況確定了洪水分析與計(jì)算參證站;通過對(duì)參證站實(shí)測(cè)洪水系列資料計(jì)算結(jié)果與地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式法、主要站洪峰流量特征值法計(jì)算結(jié)果的比較分析,提出采用經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算設(shè)計(jì)洪水,很好地解決了東河灌區(qū)設(shè)計(jì)中建筑物設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算問題。

洪水演進(jìn)作為模擬河道洪水的主要手段,在實(shí)際工作中得到越來越多的重視與應(yīng)用。本文針對(duì)桂江平樂縣城的河網(wǎng)特點(diǎn),利用四點(diǎn)加權(quán)隱式差分格式對(duì)圣維南方程組進(jìn)行離散,分別從上游的漓江、荔浦河、恭城河等三條河流洪水演進(jìn)到平樂城區(qū),求解各種頻率、各種組合、各種設(shè)計(jì)洪水狀況下,模擬防洪工程各種堤線布置狀態(tài)下的洪水情況,從驗(yàn)證和計(jì)算的結(jié)果來看,水位、流量、流速都與實(shí)測(cè)值,以及沿程的歷史調(diào)查洪水相吻合,從而為防洪堤結(jié)合城市建設(shè)而又科學(xué)的布置提供了依據(jù)。

南水北調(diào)中線工程運(yùn)行階段的風(fēng)險(xiǎn)是工程管理者關(guān)注的焦點(diǎn)之一。以往的研究只單純考慮水文不確定性或工程結(jié)構(gòu)不確定性,研究結(jié)果也只提供交叉建筑物在其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)概率,不能給出不同洪水條件下的工程風(fēng)險(xiǎn),對(duì)運(yùn)行階段的風(fēng)險(xiǎn)管理意義不大。通過綜合考慮水文不確定性和工程結(jié)構(gòu)不確定性,提出適用于交叉建筑物在各種洪水條件下的失效風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模型,該模型可以給出交叉建筑物在各種洪水條件下的失效風(fēng)險(xiǎn)。以河南省境內(nèi)湍河梁式渡槽為例,建立渡槽失效故障樹以及各種失效模式的極限狀態(tài),給出了一套可適用于渡槽水毀失效風(fēng)險(xiǎn)估算的方法。

在收集大量地形及水文資料的基礎(chǔ)上,對(duì)小清河分洪區(qū)的水流運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了二維數(shù)值計(jì)算,分析了洪水的運(yùn)動(dòng)及滯蓄規(guī)律,評(píng)價(jià)擬建工程對(duì)分洪區(qū)的防洪影響,評(píng)價(jià)結(jié)果表明:擬建工程對(duì)分洪區(qū)的蓄洪、滯洪影響很小。

西遼河發(fā)生大洪水 臺(tái)河口水利樞紐成功分洪 ●潘福雄 今年8月1日，內(nèi)蒙古自治區(qū)西南部的赤峰地 區(qū)，受副熱帶高壓和暖濕氣流的影響，西拉木倫河 上游山區(qū)突降暴雨，平均雨量740毫米，其中克什 克獵旗士城子降雨達(dá)97毫米，翁牛特旗廣禧公鎮(zhèn) 25分鐘內(nèi)降雨50毫米。由于降雨集中，強(qiáng)度大，造 成山洪暴發(fā)，西拉木倫河水位猛漲，8月2日l2時(shí) 西拉西廟站出現(xiàn)了有記載以來的最大洪水，洪峰流 量達(dá)l970立方米每秒；同日22時(shí)洪峰到達(dá)臺(tái)河口 站，流量為17l8立方米每秒。這次洪峰如果全部進(jìn) 入西遼河，勢(shì)必造成下游地區(qū)的嚴(yán)重災(zāi)害。內(nèi)蒙古 自治區(qū)防汛指揮部根據(jù)洪水情況，精心調(diào)度，運(yùn)用 今年訊前剛剛完成主體工程的臺(tái)河口分水閘，向新 開河分洪618立方米每秒，大大減輕了下游干流河 道堤防的防洪壓力。 臺(tái)河vi水利樞紐是西遼河流域防洪體系中的關(guān) 鍵工程，由西拉

南水北調(diào)中線總干渠在河南省安陽市穿越洪河,其交叉建筑物形式為倒虹吸,且交叉工程上游有急流從五六渠下泄旁側(cè)入?yún)R。文中討論了旁側(cè)入?yún)R的五六渠消力池段水躍區(qū)水流間斷性問題,提出了一種在明渠流動(dòng)中簡化的水躍區(qū)數(shù)值模擬方式。通過建立平面二維數(shù)學(xué)模型,對(duì)洪河交叉工程河段進(jìn)行了平面數(shù)值模擬,對(duì)交叉工程河段洪水特性進(jìn)行了專題研究。模擬結(jié)果表明這種簡化處理方法實(shí)用可靠,能夠反映水躍區(qū)水深共軛關(guān)系與能量損失關(guān)系,較好解決了五六渠急流入?yún)R的水流模擬問題。

編制洪水風(fēng)險(xiǎn)圖是落實(shí)防汛工作從\"控制洪水\"向\"洪水管理\"轉(zhuǎn)變和開展洪水風(fēng)險(xiǎn)管理的重要基礎(chǔ)支撐,也是國內(nèi)防洪減災(zāi)工作中重要的非工程類措施之一.洪水風(fēng)險(xiǎn)圖編制是一個(gè)復(fù)雜的過程,涉及的基礎(chǔ)資料較多,所需考慮的要素復(fù)雜,而洪水分析方案的設(shè)置是洪水風(fēng)險(xiǎn)圖編制中至關(guān)重要的部分,關(guān)系到洪水風(fēng)險(xiǎn)圖編制結(jié)果的實(shí)用性.本文以贛撫大堤防洪保護(hù)區(qū)為例,從洪水來源、洪水分析頻率、洪水組合方式、可能潰口位置、潰口寬度、潰決時(shí)機(jī)等方面,并權(quán)衡實(shí)用性和易用性對(duì)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化組合,簡述贛撫大堤洪水風(fēng)險(xiǎn)圖編制過程中洪水分析方案的設(shè)置規(guī)則,為江西省及其他地區(qū)全面開展洪水風(fēng)險(xiǎn)圖編制提供參考.

對(duì)于河道寬灘區(qū)修建的風(fēng)電場工程,其風(fēng)機(jī)塔筒群的阻水作用可能會(huì)對(duì)所在河段的洪水演進(jìn)及河勢(shì)穩(wěn)定有所影響,必須予以了解和評(píng)估。本文基于mike21軟件,建立了某風(fēng)電場所在河段的二維平面水動(dòng)力數(shù)學(xué)模型,并對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。在驗(yàn)證洪水條件下,特征斷面模擬水位與設(shè)計(jì)水位的相對(duì)誤差均小于1%,表明模型阻力參數(shù)設(shè)置比較可靠。對(duì)風(fēng)電場所在灘區(qū)的水流阻力進(jìn)行了概化處理,然后運(yùn)用模型開展了風(fēng)電場工程建設(shè)前、后兩種條件下設(shè)計(jì)特征洪水的數(shù)值模擬,得到了該河段在設(shè)計(jì)特征洪水演進(jìn)過程中的水深、流速等數(shù)據(jù)。通過對(duì)比分析工程壅水及主流線位置變化可知,該灘區(qū)風(fēng)機(jī)塔筒群引起的工程壅水較低、流速變化較小、主流線位置變化不大,不會(huì)引起該河段河勢(shì)的明顯變化。研究成果對(duì)灘區(qū)風(fēng)電場工程規(guī)劃設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。

對(duì)于河道寬灘區(qū)修建的風(fēng)電場工程,其風(fēng)機(jī)塔筒群的阻水作用可能會(huì)對(duì)所在河段的洪水演進(jìn)及河勢(shì)穩(wěn)定有所影響,必須予以了解和評(píng)估。本文基于mike21軟件,建立了某風(fēng)電場所在河段的二維平面水動(dòng)力數(shù)學(xué)模型,并對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。在驗(yàn)證洪水條件下,特征斷面模擬水位與設(shè)計(jì)水位的相對(duì)誤差均小于1%,表明模型阻力參數(shù)設(shè)置比較可靠。對(duì)風(fēng)電場所在灘區(qū)的水流阻力進(jìn)行了概化處理,然后運(yùn)用模型開展了風(fēng)電場工程建設(shè)前、后兩種條件下設(shè)計(jì)特征洪水的數(shù)值模擬,得到了該河段在設(shè)計(jì)特征洪水演進(jìn)過程中的水深、流速等數(shù)據(jù)。通過對(duì)比分析工程壅水及主流線位置變化可知,該灘區(qū)風(fēng)機(jī)塔筒群引起的工程壅水較低、流速變化較小、主流線位置變化不大,不會(huì)引起該河段河勢(shì)的明顯變化。研究成果對(duì)灘區(qū)風(fēng)電場工程規(guī)劃設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。

由于我國的防洪措施不完善,人口密度相對(duì)較大,洪水發(fā)生時(shí)會(huì)造成嚴(yán)重的損失。如何合理的對(duì)河道進(jìn)行設(shè)計(jì),計(jì)算河道的洪水水位,預(yù)測(cè)洪水的演進(jìn)路線和破壞力,對(duì)抗洪搶險(xiǎn)有著重要意義。隨著數(shù)值模擬在水利工程中的應(yīng)用,對(duì)水力特性研究和洪水演進(jìn)提供了較好的模擬數(shù)據(jù)。以公路橋到水利樞紐間的44km河道為研究對(duì)象,首先建立了淺水運(yùn)動(dòng)控制方程,并對(duì)該方程進(jìn)行離散化。隨后采用mike11hd和hec-ras兩種差分格式對(duì)洪泛區(qū)河道行洪能力進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了兩種軟件計(jì)算水位情況。研究表明:由于兩種軟件的水力半徑不同,hec-ras軟件的計(jì)算水位較高。

洪水是自然界中常見的災(zāi)害,我國南方地區(qū)洪水頻發(fā),對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會(huì)造成了巨大影響。雖然尚未有一種有效管理洪水的手段,但是可以通過合理的措施將損失最小化。采取何種工程措施,必須參考準(zhǔn)確的洪水要素信息,因此洪水演進(jìn)模型演進(jìn)和仿真顯得十分必要。由于仿真過程中需要許多地理空間數(shù)據(jù),目前一般采用gis技術(shù)輔助洪水演進(jìn)模型仿真。提出了水力學(xué)洪水演進(jìn)模型,包括水面模型、二維洪水仿真模型;并對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化處理,并利用有限元法對(duì)其進(jìn)行仿真研究,得出了研究區(qū)域的水流、水分、淹沒區(qū)域云圖。

由于我國的防洪措施不完善，人口密度相對(duì)較大，洪水發(fā)生時(shí)會(huì)造成嚴(yán)重的損失。如何合理的對(duì)河道進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算河道的洪水水位，預(yù)測(cè)洪水的演進(jìn)路線和破壞力，對(duì)抗洪搶險(xiǎn)有著重要意義。隨著數(shù)值模擬在水利工程中的應(yīng)用，對(duì)水力特性研究和洪水演進(jìn)提供了較好的模擬數(shù)據(jù)。以公路橋到水利樞紐間的44km河道為研究對(duì)象，首先建立了淺水運(yùn)動(dòng)控制方程，并對(duì)該方程進(jìn)行離散化。隨后采用mikellhd和hec-ras兩種差分格式對(duì)洪泛區(qū)河道行洪能力進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了兩種軟件計(jì)算水位情況。研究表明：由于兩種軟件的水力半徑不同，hec-ras軟件的計(jì)算水位較高。

基于abbott六點(diǎn)中心隱式差分格式的河道一維非恒定水流模型和平底寬頂堰堰流公式計(jì)算堤防潰口流量過程,構(gòu)建了根據(jù)非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的有限體積法離散的二維水動(dòng)力模型,并模擬了堤圍內(nèi)洪水過程,計(jì)算了變電站站址處潰堤設(shè)計(jì)水位,采用水量平衡法驗(yàn)證了二維水動(dòng)力模型的計(jì)算結(jié)果。實(shí)例結(jié)果表明,水動(dòng)力模型可為堤圍內(nèi)變電站的設(shè)計(jì)提供可靠的技術(shù)支持,供借鑒。

以樂昌峽水利樞紐工程壩下防護(hù)范圍為研究對(duì)象,建立了水庫下游河道及兩岸淹沒區(qū)一、二維聯(lián)解洪水演進(jìn)水流數(shù)學(xué)模型。采用室內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行率定和驗(yàn)證,結(jié)果表明所建模型具有較高的計(jì)算精度和可靠度。針對(duì)工程動(dòng)庫調(diào)洪演算成果,選取典型洪水下的不同防洪調(diào)度方案進(jìn)行了模擬計(jì)算,給出了各工況下水庫下游河道沿程各特征斷面的洪水風(fēng)險(xiǎn)信息,為進(jìn)行淹沒區(qū)的洪災(zāi)損失評(píng)估及相應(yīng)的防洪調(diào)度決策提供了必要的參數(shù)和依據(jù)。