南水北调东线工程双王城水库泵站水流特性试验与数值模拟研究

本文结合南水北调东线工程双王城水库泵站的设计,利用水工模型试验和数值模拟相结合的方法,综合分析了泵站流道内的水流流态、压力分布等重要流场特性。研究表明,模型试验与数值模拟结果能够较好的吻合,数值模拟结果能够对模型试验数据提供补充和完善;入库泵站与出库涵洞组合布置方案在水动力学条件方面可行;原设计方案出库涵洞陡坡段存在负压,水流流态不稳。修改方案将出库涵洞节制闸放置在涵洞末端,可有效地解决负压问题,改善出库水流流态。模型试验及数值模拟结果为工程设计提供了科学的依据。     

近60年来西江流域年输沙量变化特征分析

对西江梧州站年输沙量序列进行统计分析,并采用R/S法和Mann-Kendall法分析其变化特征。结果表明:西江中上游输沙量在近60 a来年际变化大,呈显著下降趋势,且在2000年发生突变,其显著下降趋势与突变主要受流域大型水利枢纽工程的建设拦沙影响;西江中上游年输沙量下降趋势具有持续性。     

一维水动力数学模型在长洲汛末蓄水中的应用

科学选定水库预泄时间与预泄时机是成功开展水库汛末提前蓄水调度实践所必需的关键技术和决策基础。对于河道型水库,由于库区水位消落相比坝前水位明显滞后,必须予以充分考虑,避免预泄不及时造成库区淹没损失或增大下游防洪风险。以西江干流长洲水利枢纽为研究对象,基于实测大断面资料建立长洲库区一维水动力学模型开展汛末蓄水研究,模型参数率定和验证均采用实测洪水资料进行。根据计算结果分析得出,当长洲3 d入库流量预报值大于11 800 m³/s,且预测水情继续上涨时,水库须预泄至18.6 m;坝前水位从19.6、20.1、20.6 m预泄至18.6 m需要的预泄时间分别为2.6、3.2、3.7 d,库区水位相比坝前水位降落时间滞后1.3～2.3 d。研究为长洲水利枢纽开展汛末优化蓄水提供有益的技术参考,也可为河道型水库确定预泄时机和预泄时间提供科学依据。     

珠江三角洲水文水动力耦合模型研究

粤港澳大湾区国家战略的实施对珠江三角洲河网区防洪保安提出了更高的要求。珠江三角洲地区除受本地暴雨影响外,上游受西、北、东江干流洪水威胁,下游受台风暴潮影响,洪涝灾害成因复杂,急需对珠江三角洲的洪涝特性进行深入研究,而数学模型是最为经济便捷的研究方式。水文水动力耦合模型是当前的研究热点,在珠江三角洲地区,水文水动力耦合模型大范围、跨区域的应用仍是空白。以珠江三角洲为研究区域,以具有三角洲洪涝特色的前山河流域中珠联围为重点研究区域,采用紧密耦合的方式,构建珠江三角洲水文水动力耦合模型。将研究区域的水动力模型与重点研究区域的水文模型耦合,采用2020年6月和2008年6月的实测水文资料进行了率定与验证计算。计算结果表明：模型计算值与实测值吻合较好,满足精度要求,可投入使用。本研究可为大湾区防洪保安研究及相关业务奠定技术基础,为国家战略的顺利实施提供保障。     

大藤峡水利枢纽“22·6”洪水防洪调度与效果分析

2022年6月珠江流域西江、北江同时发生编号洪水,其中北江洪水超100年一遇。根据水情预报西江、北江洪峰将在下游遭遇,流域面临严峻复杂防洪形势。在建的大藤峡水利枢纽作为珠江流域防洪控制性工程,目前处于初期运行阶段,已能发挥一定的防洪作用,结合水情预报动态调整大藤峡水库调度方式、调度时机和控泄流量,对于保障流域防洪安全具有重要意义。回顾了大藤峡洪水期间调度决策过程,通过构建大藤峡动库调洪模型及珠江三角洲一维水动力学模型分析了大藤峡防洪调度效果。结果表明,大藤峡水库根据洪水变化动态调整调度方式,有效削减了西江洪水流量,避免西江、北江洪峰遭遇。最后形成几点思考,为今后大洪水期间水库防洪调度提供参考。     

城市内涝决策支持系统的研究及展望

城市内涝决策支持系统具有合理、快速、准确做出辅助决策的特点,可综合提高城市防洪除涝的能力。系统地梳理了城市内涝决策支持系统的研究进展以及在各大中型城市的应用情况,指出了目前系统研发与应用中所存在的数据准确性低、研究范围较窄以及模型计算速度较慢等问题,并且展望了未来的发展趋势,提出了加强城市内涝多源数据汇集、加强流域与城市洪涝一体化预测预报以及优化模型整体的计算速度等多种解决方法。     

一维二维水动力模型耦合的城市洪水模拟

城市洪水模拟通常包括城市内河流模拟和城区平面漫流模拟。一维水动力学模型可以较好地模拟河流和水工建筑物的水流特征,二维水动力学模型模拟水平漫流可以取得令人满意的结果。而一维二维耦合模型可以充分发挥两种模型的各自特色和优势,解决两种模型分别使用时经常遇到的空间分辨率和计算精度等问题。本文通过建立一维二维水动力耦合模型,针对不同的典型降雨过程,对该模型系统进行验证和分析,并最终用于模拟济南市不同重现期下洪水淹没情况。模拟结果表明,该模型能够有效地模拟复杂市区降雨积水过程,能够提供可信度较高的城市洪水潜在风险评估,可为城市防汛预警决策提供技术指导。     

龙滩水电站汛前消落水位优化及规律研究

龙滩水电站是红水河开发的控制性水库,开展龙滩水电站汛前消落水位优化研究,对流域防洪安全、供水安全、电网用电安全意义重大。在分析龙滩水电站汛前消落运行现状及调度需求的基础上,建立了龙滩水电站汛前消落优化调度模型,并通过进化算法对模型高效求解,然后在多年优化调度方案集的基础上对龙滩水电站优化消落水位规律进行深入分析,提炼龙滩水电站汛前消落水位优化调度规则。结果表明通过优化龙滩水电站汛前消落水位过程,能够显著提高梯级水库群的多年平均发电效益,所提炼的龙滩水电站汛前消落水位优化调度规则能在实际调度运行中提供技术支撑。