基于洪水演进模拟的溃堤洪灾损失评估

由于堤防内经济快速发展与防洪管理水平不相符等问题,超标准洪水容易诱发溃堤灾害,这些均会造成严重的生命财产、经济和生态环境损失。以鄱阳湖区某重点堤防为例,提出基于水动力学的溃堤洪水演进模拟方法,提出方法采用MIKE 21软件进行溃堤洪水演进分析,根据土地利用类型不同合理确定下垫面糙率值。同时,基于Python平台建立了一种具有明确物理意义的生命、经济和环境损失定量评估模型。研究成果可为洪水保护区洪水灾害预警及风险管控提供参考。     

基于DEM模型的河道槽蓄量计算方法与结果可视化

 常用的两种河道槽蓄量计算方法,存在有效计算参数较少,计算粗略及结果不能可视化的缺点。基于DEM模型的河道槽蓄量计算方法,是在矢量化河道地形图上提取带高程信息的图形要素生成河道的数字高程模型,给定计算边界,然 后依据DEM原理计算河道槽蓄量的新方法。该方法不仅可以提高计算结果精度,而且结果可 以实现三维可视化,能确定槽蓄量分布状况,有利于防洪抗险的决策。      

河道水位模拟及全耦合洪水演算模型探讨

本文研究了传统的洪水水位计算方法,推导出描述流量水位关系的新方程,并提出一种模拟水位过程的算法,可以作为独立的水位变换器用于河道沿程水位计算,并可构成全耦合的河道洪水演算模型,用于河道非线性水位流量计算和回水河段水文模拟。     

平原区河段洪水演进模拟系统研究与应用

基于数字流域平台和水力学模型软件HEC-RAS,研究了河道和行蓄洪区地形数据的处理、分洪口门和水利工程的模拟等技术难题,提出了上下游边界条件、初始条件的自动生成方法,模拟河道和行蓄洪区的洪水演进,研制了平原区河段洪水演进模拟系统,模拟河道洪水波在行蓄洪区各种工况条件下的运动过程。该模拟系统应用于流域洪水实时预报调度,评价行蓄洪区启用对洪水过程的影响,为流域防洪调度决策提供定量技术支持。在淮河流域王家坝至临淮岗区间,利用2007年7月份流域性大洪水期间的报汛数据系列,对本文提出的模拟系统进行了率定和验证,并评价了6种洪水调度方案的效果。结果表明系统中非恒定流模型的数值解稳定,模拟的洪水过程与实测系列吻合,客观地反映了研究区域洪水运动过程和行蓄洪区启用对该过程的影响,准确地评价了流域洪水调度方案的效果。     

大沽河河道渗漏对洪水演进的影响研究

在大沽河流域自然地理和地质条件调查的基础上，建立沿程渗漏条 件下的大沽河洪水演进一维河网模型，采用2003年大沽河调水试验期间的实测数据进行参数率定，并分析河道渗漏对洪水演进的影响作用。结果表明：渗漏系数的变化对行洪期间的 河床渗漏量影响很大，河床渗漏量与渗漏系数呈线性递增的关系。另外，当渗漏系数由3.7×10^-7s^-1增加到18.5×10^-7s^-1、37.0×10^-7s^-1、55.5×10^-7s^-1时，洪水锋面从起点(产芝水库)到达江家庄断面所需 时间大约分别延迟0.8h、1.6h、2.4h。     

复式河道一维洪水演进数值模拟

针对复式河道的特点,建立复式河道一维非恒定流数学模型,采用四点线性隐格式离散圣维南方程组,在动量方程中通过对主槽宽度进行修正,很好地解决了漫滩瞬间流量波动问题。通过2006年汛期调水调沙期间的实测资料对黄河下游白鹤—孙口河段洪水演进过程进行验证,结果表明,计算的洪峰变化过程比较符合实测情况,洪水传播时间的计算值与实测值基本吻合。     

基于HEC-RAS对阿什河流域洪水模拟及制作洪水淹没图

阿什河流域洪水灾害事件频发,通过HEC-RAS软件,对研究区进行洪水模拟及制作洪水淹没图,既丰富中小型流域洪水研究区领域,又对当地防灾减灾和风险控制具有重要的指导意义。通过对不同重现期洪水模拟,得到5年、10年、20年、50年一遇洪水淹没最大水深、最大流速等,表明流域在河道拐角处洪水淹没水深一般偏大,在河道拐角前洪水流速会增加;并结合arcGIS等绘图工具,制作研究区洪水淹没图,丰富我国不同地区中小型流域洪水淹没图。     

基于DEM和HEC-GeoRAS软件的洪水模拟

传统的洪水模拟需要工程河段的实测河道地形或断面资料,消耗大量人力、物力。无实测地形资料情况下对工程河段设计洪水进行模拟计算,是工程设计需解决的关键技术问题之一。将HEC-GeoRAS模型应用到白龙江鸭浮岩河段,利用实测地形数据和30 m分辨率DEM数据分别建模,对比两种方法的计算结果。结果表明:基于30 m分辨率DEM数据的HEC-GeoRAS模拟结果与根据实测地形资料计算的结果相差较小(百年一遇洪水平均水位误差在0.3 m以内,平均流速误差在0.6 m/s以内),这一误差对于水位、流速变幅较大的山区河流工程可以接受,为无实测地形山区河段洪水模拟提供了一种新思路。     

长江河道地形图任意断面提取方法及地形模拟

基于长江河道地形图建立河道DEM,用双线性插值法任意提取和计算河底地形断面的方法可以在河底地形图上任意位置提取准确的河底地形断面数据,绘制成断面图,提供指定测点间距下的断面数据.在"长江水文泥沙信息分析管理系统"中采用该方法还实现了对叠加在一起多年份(多测次)的河道地形图上同时提取不同时间的长江河底地形数据,用计算机模拟河底地形随时间变化的动态演化过程.     

基于区间入流预报的右江河道洪水演进

广西右江如果发生大洪水,将对郁江和南宁市的防洪产生严重威胁,因此右江洪水演进分析对南宁市的防洪具有重要意义。选出百色水文站洪峰流量依次增大的5场洪水,用右江百色-田东河段区间内的小流域作为代表性流域率定新安江模型参数,对区间入流洪水进行了预报。根据预报结果采用经参数试错法率定后的马斯京根模型对5场洪水进行了演进,计算了田东水文站断面的流量。结果表明:计算结果与实测流量相对误差较小,相关性系数较大,说明试错法对于马斯京根模型参数求解精度较高。     

耦合渗漏项的季节性河道洪水演进模型研究

针对北方干旱或半干旱区季节性河道渗漏现象严重问题,为提高流域洪水演进模拟精度,在传统水动力学洪水演进模型基础上耦合河道渗漏项,构建季节性河流洪水演进数学模型。采用霍顿入渗模型描述季节性河道渗漏过程,解决河道渗漏量计算及与基于圣维南方程组洪水演进模型耦合问题;并利用Preissmann四点偏心隐格式与追赶法对模型离散和计算,开发FORTRAN计算程序;最后以大沽河流域实测资料进行验证。结果表明,沙湾庄和南村断面水位与流量过程的模拟值与实测值吻合且变化趋势一致,洪水峰面到达断面模拟时间和实际时间基本一致,研究区各河段来水量、渗漏量的实测值与模拟值相对误差范围分别为-1.66%~0.36%、-3.09%~3.72%,所建模型可满足在现状条件下进行洪水模拟预报的需要。     

基于HEC-RAS的百花滩水电站溃坝洪水演进过程及影响分析

水库一旦遭到破坏,将给人民生活和国家地区经济建设带来巨大的损害.利用Google地球和ArcGIS提取百花滩电站上下游地形信息,基于枢纽1:1000地形图采用HEC-RAS建立河道数值分析模型,计算分析了9种溃坝方案下溃坝洪水在下游的演进过程和影响范围,明确了沿线淹没范围和转移路线.结果表明,溃口流量取决于溃口宽度,溃...     

基于HEC-RAS模型的西安浐河河道水面线计算

通过开展河道水面线推求能为浐河河道防洪工程设计提供重要科学依据。以西安浐河干流及其支流库峪河为例,采用地区经验公式法和水文比拟法推求浐河干流及支流河段20年一遇的设计洪水,通过比较分析,水文比拟法更能准确反映浐河河段的设计洪峰流量。基于设计洪峰流量结果,利用HEC-RAS模型推算浐河干流及其支流库峪河的水面线,得到各个断面的洪水水位、流速,水面线模拟计算结果较好,满足工程防洪要求,可为浐河河道工程防洪设计标准提供技术支撑。     

HEC-RAS洪水演进模型的应用

上游入库洪水在三峡库区向下游传播的过程中,受到库区的调蓄作用,洪峰削减明显。同时由于区间入流的影响,库区的调蓄作用被掩盖,这为研究洪水在库区行进中所受的调蓄作用带来了困难。应用在三峡库区建立的HEC-RAS洪水演进模型,模拟1989年-2000年间209场洪水在不考虑区间入流时向下游传播的过程,并检验洪水传播时间,其中洪水波行进时间用上下游洪水过程线的时间重心之差表示。按照库区5个水文站位置将库区分为4段分别检验。将HEC-RAS模型应用于三峡水库2006年和2007年蓄水期库区水位的模拟,结果表明,蓄水期水位变化过程得到了较好的模拟,对最高水位的模拟误差可控制在0.2 m之内。并应用该模型,分析和比较了库区4个部分对洪峰的削减作用。     

基于二维网格边元设置河道方法的蓄滞洪区洪水演进分析

大型蓄滞洪区洪水数值模拟往往涉及众多中小河道,需要构建一二维耦合水动力学模型。针对传统一二维耦合方式建模及计算效率低的问题,本文基于二维网格边元设置河道的方法构建了一二维耦合模型;并选择海河流域大陆泽、宁晋泊蓄滞洪区为典型应用区域,对该方法进行了应用检验;同时根据构建好的模型分析了下渗对于蓄滞洪区洪水演进的影响。研究结果表明下渗会显著减小蓄滞洪区洪峰水位,缩短淹没时间,在蓄滞洪区实际调度使用中应该考虑下渗的影响;模型的成功应用表明基于边元设置河道的耦合方式可以有效地计算蓄滞洪区中小河道与地面水流的交互过程,模型具有较好的应用推广价值。     

漫滩河道洪水演算的水动力学模型

利用积分方法导得了漫滩河道全断面水流的积分方程组,应用四点加权隐格式离散方程,建立了漫滩河道洪水演算的一维水动力学模型．该模型考虑了各流道（如滩地、主河槽等）的不同阻力特征,反映了主槽和滩地水流流动路径的差异．用该模型计算了露滩、漫滩和露、漫滩交替的3种水流运动,并与二维RBFVM-2D模型的计算结果进行了比较．以长江宜昌～螺山江段1998年实际洪水过程为例,测试了模型的应用效果．计算结果均表明,本文的一维水动力学模型能较好地模拟漫滩河道的过流特征,并改善了漫滩河道洪水演进的模拟与预测能力．     

基于flash软件的河道洪水演进过程仿真

以MS SQL SERVER作为数据存储和管理系统，以VB.NET为系统开发环境，通过将Flash MX嵌入到vb.net中的方式来对flash动画的演进进行控制，在此基础上，利用flash动画界面中的多个影片剪辑实时模拟演示河道洪水演进及水位上升的变化过程。本文结合安徽茨淮新河洪水演进过程仿真系统为设计应用对象，通过直观的多媒体动画来展示洪水演进过程可以给人以直观生动的印象。本洪水演进过程仿真系统具有很好的扩展性和广泛的应用前景。     

基于随机理论的河道洪水扩散波模型改进

河道洪水演算在洪水预报、水资源工程规划及水利工程建设等领域有着广泛的应用。以河道洪水扩散波方程为基础,基于随机理论,考虑模型参数的随机性,将参数作为随机变量进行分析探讨,建立了河道洪水随机扩散波模型,并借助于计算机和数学手段求解出流过程的均值和方差。为了验证随机扩散波模型的适用性,将其应用于汉江的襄阳-皇庄河段洪水演算。结果表明:在河道洪水演算中引入随机理论,在计算出流过程的均值的同时可以给出出流的均方差,从而确定出流过程的概率分布,可为防洪风险分析等工程实际应用提供科学依据。     

基于DEM的岸坡稳定性的精度研究

对于岸坡稳定性的分析较多采取水下坡度分析法,选择某一河段岸坡为试验区,分析不同空间分辨率的水下数字高程模型(DEM)对坡度提取的影响,结果表明:由于水下地形较为复杂且不便观测,因此应选用坡度分级方法进行描述;随着DEM格网的增大,不同坡度等级的不确定程度不同,中间坡度等级逐渐向两极坡度等级集中;对于1:500高精度水下地形数据而言,15 m是保证护岸工程准确有效的DEM最大栅格尺寸.