中国蓄滞洪区洪水管理与可持续发展途径

蓄滞洪区的行蓄洪启用频率和蓄水方式决定着洪水管理与可持续发展途径,影响流域经济社会的可持续发展.根据各大流域蓄滞洪区的设计启用频率,设置了未来35年内蓄滞洪区发展的3种情景:维持现状、部分水库化和部分湿地化,构建了涵盖防洪、社会经济和生态发展等因子的途径选择指标体系,运用数据包络分析法(DEA),识别了不同设计启用频率的蓄滞洪区洪水管理与可持续发展的最优途径.结果表明:① 不同设计启用频率的蓄滞洪区在建成35年内,部分湿地化情景是中国70%蓄滞洪区的最优发展途径.② 设计启用频率50年一遇是蓄滞洪区发展途径选择的边界值;当等于或低于50年一遇时,部分湿地化是其最优途径;当高于50年一遇时,维持其现状是最优途径.     

蓄滞洪区利用与减灾研究

考察了蓄滞洪区管理的复杂性,分析了分洪对蓄滞洪区土地利用的制约作用,讨论了洪灾损失影响因素及估算方法。提出了蓄滞洪区减灾研究的框架和基本内容。介绍了一个应用水文模型、水力学模型和优化模型进行土地利用和减灾研究的实例。     

基于力学过程的蓄滞洪区洪水风险评估模型及应用

为定量评估分蓄洪工程启用过程中蓄滞洪区的洪水风险等级,创建了基于力学过程的蓄滞洪区洪水风险评估模型。该模型采用二维水动力学模块计算蓄滞洪区的洪水演进过程,利用洪水中人体跌倒失稳公式及洪水中房屋、农作物损失的计算关系式,评估各类受淹对象的洪水风险等级。然后将二维水动力学模块计算的洪水要素与两个物理模型试验值进行对比,表明二维水动力学模块的计算精度良好。最后计算了荆江分洪工程启用时分洪区内洪水的演进过程,并评估洪灾中群众的危险等级和财产损失。计算结果表明:洪水演进至140 h时,蓄滞洪区群众、房屋、水稻和棉花的平均损失率分别为85%、59%、63%和72%。模型中提出的采用基于受淹对象失稳机制的洪水风险分析方法,比以往经验水深法划分风险等级的适用性更好,不仅能为洪水风险管理及蓄滞洪区启用标准制定提供参考,也能推广应用于溃坝或堰塞湖溃决等极端洪水风险评估。     

中国防洪若干重大问题的思考

为配合中国水利部组织编制全国主要江河防洪规划工作,对与编制防洪规划有关的若干重大问题进行了研究。提出用20世纪发生过的大洪水淹没范围作为界定防洪区的基础;风险管理最重要的是规避风险和应对风险,而规避风险的核心是约束人类不合理的经济社会活动,降低洪水灾害造成的风险;当防洪区受到两种洪水风险威胁时,应当采用二维概率分布核查防洪区的标准;合理提高城市防洪标准,是城市防洪的首要任务;要协调城市防洪与城市建设的关系,充分发挥城市拦蓄雨洪的作用(如保留必要的水面率、雨水利用等),蓄排兼顾,而不宜过分强调城市排水;建议根据淹没水深、淹没历时和洪水频率组成的洪水风险度因子划分蓄滞洪区风险区,并结合蓄滞洪区自然地理条件比选安全建设模式。     

蓄滞洪区洪水资源化的益损定量分析——以大黄堡洼为例

为在蓄滞洪区利用洪水资源,探讨洪水资源化收益和损失的函数关系及其定量分析方法。以大黄堡洼为例,建立收益和损失的准量化函数,基于水文和土地利用信息,采用水力学数学模型,澄清3种特定洪水重现期条件下收益与损失的时空转换关系。研究表明,临界水深是实施洪水资源化规划和管控的关键参数;洪水资源化的入流面积、受益面积、平均水深、最大水深与入流洪量成非线性正比关系,并受到地形地貌和土地利用变化等因素的综合影响。     

可变网格下的堤防溃口展宽二维数学模型

传统固定结构的计算网格不适于处理计算边界动态变化的问题,利用动网格技术,结合土力学中粘性土河岸的崩塌机理,建立了可变网格下的堤防溃口展宽二维数学模型,在对模型进行验证对比的基础上,对北江下游的大塘围蓄滞洪区口门处的崩塌展宽过程进行了模拟,模型计算结果表明:随着溃堤水流对堤防土体的冲蚀,堤防发生崩塌破坏,溃口洪水流量迅速增大,与实际相符,说明通过采用可变网格与土力学中粘性土河岸崩塌机理相结合的计算方法,使得模型具备准确模拟蓄滞洪区口门处横向崩塌展宽过程的优点。     

恩县洼滞洪区安全建设与管理模式探讨

恩县洼滞洪区属海河流域卫运河系。对确保天津、津浦铁路及下游干流河道安全,起着非常大的作用。恩县洼滞洪区作为国家一类重点蓄滞洪区,由于投资规模较小,目前存在安全建设严重滞后;主要退水河道淤积、建筑物老化损坏严重、撤退路不足;管理措施薄弱、滞洪运用与当地经济社会发展矛盾突出、启用困难、启用损失巨大等问题。针对洪水运用分析,滞洪区安全建设存在的问题,提出了一些建设性的意见和措施。     

区域洪水资源利用综合风险评价

鉴于水库、蓄滞洪区以及河渠槽蓄等区域洪水资源利用方式及其防洪风险产生方面的特征,针对形成区域洪水资源利用风险的各子区及各利用措施的风险项,采用风险等级与风险度相综合的方法加以评估.依据子区和利用措施风险项与区域洪水资源利用总风险的结构关系,运用模糊评价原理和层次分析法,建立了基于风险评价模糊特征的区域洪水资源利用综合风险评价的层次结构模型,并阐述了模型的结构及其求解步骤,给出了风险等级与风险度的模糊合成计算方法以及各风险项考虑主客观因素的权重确定方法.以海河流域北三河水系的洪水资源利用风险分析为例,计算了该区域洪水资源利用的综合风险值.     

水质站网规划研究中几个问题的探讨

在进行中国水质站网规划布设合理的性研究中，按河流水系将全国国土分为若干水质站网规划单元分区，然后运用主成分聚类方法进行单元分区类型的划分，作为水质站网规划的基础。在同一类型单元分区内，运用模糊集合聚类方法，将分区内的水质进行分类，以确定水质站的布设密度，并对每一水质参数的采亲频次进行分析研究，以指导确定其采样频次。     

哈尔滨市水资源系统管理研究

本文运用水资源经济投入产出方法,模拟城市水资源经济系统结构。提出经济系统调整方案,预测其发展趋势,为城市水资源发展规划提供依据。     

The 1998 Flood on the Yangtze, China

This paper examines the main causes ofthe 1998 flood on the Yangtze and addresses a numberof issues related to the exploitation of naturalresources and counter-measures to the flood hazard.The records show that both the amount of precipitationover the catchment and the floodwater discharge fromthe upper basin did not exceed the historical maximum,but water levels in the middle basin were recordedmuch higher than the historical maximum. Humanactivities have greatly increased the risk of theflood hazard. Extensive reclamation of the lakes andfluvial islands in the middle basin has considerablyreduced the floodwater storage and drainage capacityof these natural landscapes of the Yangtze Basin.Deforestation in the catchment area has induced soilerosion, resulting in a large amount of sedimentdeposited in reservoirs whose storage capacity is thusreduced. Strengthening the flood defence to protectpeople living on the floodplain has raised the waterlevel during the flood. An integrated approach isneeded to produce a balanced management plan that canmeet the financial needs of local people in thecatchment area as well as reduce flood risk to theindustries and urban residents in the middle basin ofthe Yangtze.     

Numerical analysis and evaluation of groundwater recession in a flood detention basin

This study analyzes the groundwater environment in the Yangzhuang flood detention basin in Henan Province, China. A numerical model of groundwater flow is established based on the hydrogeological conditions in the basin and changes of groundwater level in the flood detention basin under flood detention and recession conditions. The results show that during flood diversion and storage, the groundwater level in the basin rises, mainly in four flood detention zones, with a maximum rise of 1.0 m. After the floodwater recedes, the groundwater level slowly drops in the detention basin along with flood discharge, finally returning to its original level fifty days later. This study indicates that groundwater recession in the flood detention basin is a slow process, where the rise of groundwater level may cause environmental problems such as soil swamping.     

河道洪水反流向演算过程迭代方法

在流域防洪调度中需要考虑河槽的调蓄作用,河道洪水反流向演算可以简化河库联合调度模型的求解;马斯京根法是河道洪水演算的常用方法,但不能直接用于解决洪水反流向演算问题;提出了马斯京根法和迭代试算相结合的过程迭代算法;实例表明方法是实用有效的。     

基于水库群预报调度的黄河流域干旱应对系统

为有效应对日益严重的流域干旱问题,有必要开展面向干旱全过程的黄河流域干旱应对系统研究。基于干旱演变过程设计了干旱指数,通过天气预报模型、回归分析等进行干旱、需水与径流预报;设置多年调节水库旱限水位,实现水资源年际补偿;识别洪水和泥沙分期特征,采用分期汛限水位增加洪水资源利用量;建立了梯级水库群协同优化调度模型,调配抗旱水源。算例结果显示:黄河流域干旱应对系统能够平衡年际间的干旱损失以避免重度破坏,与实际情况相比,在重旱的2014年增加抗旱水源22.40亿m^3。建立的干旱应对系统已应用于黄河流域抗旱实践,提升了流域应对干旱的水资源调控能力。     

太湖流域设计暴雨修订

太湖流域属平原河网地区,河网密布、水流流向往复不定,不存在流域出口控制断面,太湖流域设计洪水一般根据设计暴雨采用流域产汇流模型间接推求。因此,设计暴雨成果将直接影响流域防洪规划、工程设计、风险图编制等多项工作,其可靠性关系到流域的防洪安全,是一项十分重要的基础工作。开展了太湖流域设计暴雨修订计算,与太湖流域防洪规划设计暴雨成果对比分析,并针对设计暴雨过程推求采用的不同空间分配方法,进行成果的合理性评估。     

洪水预报自由水蓄量动态系统响应修正方法

为提高实时洪水预报精度,提出一种基于动态系统响应修正自由水蓄量的新方法。该方法将新安江模型自由水蓄水库以下的部分作为一个系统,将自由水蓄量的扰动值与对应的系统响应差值建立关系,通过最小二乘法建立起一个向误差源追溯的自由水蓄量误差反演修正模型。分别应用理想模型与东圳流域对其进行检验,并与二阶自回归(AR)模型的修正结果进行比较。结果表明,对于流域的16场历史洪水,新方法的修正效果相比于AR模型有明显提高,可在实际流域中推广应用。     

中国西北干旱区多级洼地地下水环境同位素分布特征及指示意义

研究区位于西北干旱区,有两级储水洼地,地下水由山区侧向补给一级洼地,一级洼地通过泉水排泄地下水继而补给二级洼地,同时大气降水直接入渗、洪流间接入渗补给各储水洼地。通过氢氧同位素比例公式计算得到一级洼地大气降水占总补给量60%,其中直接补给量约占21%,山区洪流补给量约占79%,另外,山前侧向补给占40%;二级洼地降水补给量占38%,上游泉水补给量占62%。通过氚值指示,二级洼地不受现代降水影响;活塞流与全混合模型计算得到一级洼地浅层孔隙水平均年龄为32～60 a。     

太湖流域洪涝灾害的历史根源及治水方略

太湖流域渲泄不畅的排洪格局,形成于明清,根源在南宋,它是造成洪涝灾害的因素之一.因而“以泄为主、泄蓄并举”应成为太湖流域的治水方略.     

大通河流域水能水资源开发对河流水文过程和环境的影响

根据水文观测和引水与水电开发资料,分析了大通河流域水能水资源开发利用现状及其对河流水文过程与生态环境的影响.结果表明：由于区域用水和跨流域引水,使大通河中下游河道的水量减少,水环境容量减小,其中,青石嘴、天堂、连城(二)站3-11月平均流量分别减少0.6%~9.6%、0.5%~3.8%、1.7%~52.9%. 自1994年引大入秦工程建成跨流域引水后,连城(二)站年径流量开始减少,1994-2010年平均径流量比1977-1993年减少了5.7%;引大济湟工程建成通水后,加上引大入秦和引硫济金工程,引水总量将达到12.33×10⁸ m³,占大通河多年平均径流量28.16×10⁸ m³的43.8%,对河川径流的影响十分显著. 至2011年,大通河上已建成梯级电站34座,洪水期电站同时泄水会瞬间加大河道流量,枯水期蓄引水又使减水河段水量减少. 梯级水电站群无序蓄放水使洪水过程由天然的平稳状态转变为人工干预的剧烈变化状态,上下游洪峰不对应,对下游地区的防洪安全产生极大威胁. 过度的水能水资源开发,使大通河中下游部分自然河段出现淹没、断流,水生物和两岸的植物萎缩,水环境污染加重,对生态环境产生负面影响. 建议实行流域水资源统一管理,对梯级电站下泄水量统一调度,在减水河段预留必须的生态基流,确保河道内外生态用水;加强河道水位、流量、泥沙、水环境、水生物监测,为流域防汛、水资源管理、生态环境保护等提供决策依据.     

Implication of drainage basin parameters of Chhoti Gandak River,Ganga Plain,India

The drainage basin parameters of the groundwater-fed Chhoti Gandak River originating in the terai area of the Ganga Plain were analyzed using topographical sheets, satellite data, and field documentation with emphasis to its implication for flood mitigation and recharging of groundwater. The analyses indicate dominance of first order streams, gentle slope gradient, low surface run-off, low sediment production, high infiltration rate, and low value of basin relief. The low water storage capacity, spreading of water and concentration of peak discharge in the distal part of the river basin explain that whenever precipitation is high in the catchment area there is flood in the distal part of the basin. The bifurcation ratio value (4.34) of this basin describes that the drainage is carved naturally by slope and local relief and not influenced by geological structures like lineaments and faults.