水工模型试验对湄潭县城分洪方案的优化与改进

为了解决湄潭县城防洪问题,使县城防洪标准提高到50 a一遇,在湄潭县城上游河段合适位置修建分洪工程,从湄江干流上分走老城区河段天然河道行洪能力所余的洪水流量,结合水工模型试验成果对原分洪方案进行优化与改进,使工程总体布置达到结构较优,功能良好的状态,使方案在技术经济上更为合理。     

水库群防洪调度的逐次优化方法

针对防洪系统的具体问题,分析了并联水库群下泄流量与河道防洪控制点洪峰流量之间的内在联系,根据“先泄、后蓄、再分洪”的一般洪水调度原则,提出了水库群拱水调度模型及其逐次优化解法。该方法成功地实现了水库群之间以及水库群与区间汇流的错峰,为洪水实时调度及防洪系统规划提供了一套简捷、高效而又符合实际的模型和解法。     

渭河下游南山支流综合治理及防洪对策分析

渭河下游南山支流治理区位于陕西关中东部,西起临渭区尤河,东至潼关县东桐峪河,北至渭河,南至秦岭北麓分水岭,是渭河水量的主要补给源之一。同时也是陕西省重点防洪地区之一。受河南省三门峡水库泥沙淤积影响,南山支流"南高、北仰、中间低凹",上游洪水暴涨暴落,下游泥沙淤积使堤防临背差达2~4 m,"小水大灾"频繁发生,已成为严重制约当地经济发展和社会稳定的重大问题。本文对渭河南山支流治理中支流堤防工程、华县南山支流入渭口防御渭河洪水倒灌工程和应急分洪工程三大防护工程进行介绍,提出应坚持防御洪水、控制洪水、利用洪水的防洪、减灾、兴利的综合性治河理念,充分发挥已建水利工程效益,实行多种工程措施和非工程手段并举,重视和加强非工程措施,深入研究工程体系及上游水库防洪调度规律,充分挖掘潜力,配套建设调度设施,形成长期有效的调度运用机制,确保渭河下游南山支流防洪安全,保障沿渭人民群众生命安全。     

基于黎曼近似解的溃堤洪水一维-二维耦合数学模型

采用一维-二维耦合数学模型对溃堤洪水进行模拟,可以发挥两者优势,提高计算效率。将基于黎曼近似解Godunov格式的一维、二维水流数学模型通过堰流公式进行耦合,实现交界面的水力要素交互;一维、二维模型均采用中心形式的有限体积法求解,分别采用HLL格式和Roe格式计算界面通量,具有一致的空间同步性。通过经典算例验证了模型的可靠性和稳定性,应用耦合模型对1998年松花江干流胖头泡溃堤洪水进行了模拟计算,较好地模拟了溃堤洪水的演进过程与淹没范围,对200年一遇洪水的分洪效果进行了分析,为此区域的分洪利用及松花江中上游防洪调度提供参考依据。     

鄱阳湖区平垸行洪、退田还湖后的防洪减灾形势分析

根据鄱阳湖区“退田还湖”的实际资料，采用洪水模拟的方法分析计算出“退田还湖”降低湖口站洪水位和减少1954年洪水超额分洪量，分析了“退田还湖”后鄱阳湖区的防洪减灾形势，提出应继续加强对鄱阳湖区防洪工程的建设，探讨了“退田还湖”后江湖洪水关系的变化趋势。     

小清河分洪区洪水演进的数值模拟

本文应用数值模拟方法,对永定河中游的小清河分洪区内分洪时的洪水演进过程进行了模拟计算,在此基础上编制了该分洪区的洪水风险图,并研究了减少分洪区内生命财产损失的若干对策。实践证明,这种成果可作为防洪决策的基础,目前已被某些地区采用。     

长江中下游实时洪水预报模拟

以长江中下游防洪系统为对象,概述了在大型复杂防洪系统水沙运动数值模拟基础上,成功地将面向长江中下游防洪规划论证需求的水沙数学模型转化为面向长江防洪系统防汛方案评估需求的长江中下游实时洪水预报数学模型.为适应实时预报调度快速、准确评估的要求,提出了基于水动力学的循环滚动计算模式和实时校正模式.实现了水文学实时校正方法与水动力学数学模型的耦合,建立了基于水动力学的实时校正模式和分洪溃口洪水预报模式.通过长江中下游防汛期间的试运行,较好地解决了洪水预报误差校正和分洪溃口后洪水预报等关键难题,为防汛方案的制定和实时洪水调度方案优化提供了技术支撑,主要成果已应用于长江中下游防汛调度方案中.     

粤东黄冈河大堤洪潮水面线分析推算

黄冈河大堤是一宗典型的独流入海河流防洪、防潮工程,由海堤与内河防洪堤组成,其洪潮水面线推算中起推流量与起推水位的确定,囊括了水文水利分析计算中设计洪水推算、调洪演算、洪水组合分析、潮汐分析、洪潮组合分析、天然河道水面线推算等内容.还包含有汇流历时分析、桥梁(墩)壅水计算等技术难点.这一系列的分析推算工作,及其在黄冈河大堤加固达标工程中的应用,具有示范案例作用,可作为其他沿海地区类似工程的参考.     

长江流域1954年特大暴雨洪水

1954年汛期,长江流域发生了近百年来所未有的特大洪水。由于暴雨持续时间长,强度大,范围广,上游与中下游雨期重叠,造成全江干支流河段洪峰累聚,洪水遭遇严重。干流枝江以下约1800公里长的河段,洪峰水位均突破历年最高记录。为了确保荆江大堤和武汉市的安全,进行了一系列有计划的分洪、蓄洪措施,实际分洪、溃口水量高达1100亿立米。仅荆江分洪工程就先后启闸分洪三次。由于高水     

复杂边界条件多洪源防洪保护区洪水风险分析

为了定量获取防洪保护区在多洪源和复杂边界条件下的溃堤洪水风险信息,以非恒定流控制方程为理论基础,建立了多洪源一维河网水动力学模型和防洪保护区二维洪水演进模型,利用溃坝模型实现河道与保护区的耦联,并采用局部网格加密和相似建筑物模拟等方法处理保护区内道路等复杂边界的导阻水作用。利用所建模型模拟了长江、汉江和东荆河3种不同洪水来源, 在4种不同位置溃堤情况下汉南至白庙长江干堤防洪保护区的洪水淹没情景,采用基于淹没水深的损失率关系法对比分析了4种计算方案的淹没面积、经济损失和受灾人口。结果表明:模型构建合理、稳定性和适应性好,复杂边界对洪水演进过程影响明显,不同洪源溃堤情形的风险信息差异较大;在计算条件下,以长江发生1954年型300年一遇洪水向新溃口情形下的淹没损失最严重,其淹没面积达3 790 km2,受灾人口为196.8万人,经济损失约802亿元。研究成果可为洪水风险管理与避洪转移决策提供有力的技术支撑。     

留坝县太白河江口镇防洪工程治理浅析

通过分析留坝县太白河江口镇河道治理现状,理清河道治理存在防洪体系不完善、设施不配套、治理与发展不协调等问题。充分考虑现状已成工程及高岸坎,结合河道特点,提出尽量利用已有工程,沿河道天然岸坎进行防洪治理,共修建防洪工程3.67 km。工程建成后在保证设计洪水安全下泄的基础上,改善工程区河道两岸的生态环境,促进了保护区社会经济的发展及生态环境的改善。     

凤县安河防洪工程设计洪水计算分析

针对陕西省凤县安河两岸居民聚集、土坡垮塌淤积河道影响行洪等问题,为准确掌握防洪工程设计断面水位流量关系,便于采取合理防洪工程建设加固措施提高河道的防洪标准,确保河道行洪安全。在初步设计阶段,根据防洪治理河道的暴雨洪水特性,结合参证站52年逐月降雨资料和洪水数据,对治理河段河道洪水进行水文比拟等方法推算设计洪水。分析结果表明:洪水分析计算成果与历史洪水记录值相一致,计算成果比较合理可靠,为堤防工程优化设计、防汛预警和调度管理提供科学的决策依据。     

渭河“2011.09”洪水下游河道工程出险原因分析

2011年9月上旬,陕西渭河流域出现了三次明显的降雨过程,形成了三场较大的洪水过程。在洪水过程中下游防洪工程经受住了考验,发挥了巨大的防洪保安效益,确保了渭河堤防的安全,但河道工程遭受了严重的水毁。本文主要针对河道工程出险原因进行分析,并提出通过完善河道工程建设和优化工程断面结构形式等应对措施,完善河道工程布局,为了满足新时期下的治河新理念提供依据。     

基于水库防洪预报调度图的洪水资源化方法

为有效调节利用洪水资源,探讨以水库防洪预报调度为途径的洪水资源化方法,在分析水库调洪过程和洪水过程特性的基础上,拟定了基于3 h预报信息的水库防洪预报调度图,并以安康水库为例,采用模拟结合遗传算法进行优化计算,绘制了安康水库以洪水资源化为目标的防洪预报调度图,通过对其应用并与常规洪水调度过程进行对比分析表明,预报调度的调洪结果在消减洪峰和抬高调洪末水位两个目标上明显优于常规调度。     

一维-二维耦合的防洪保护区洪水演进数学模型

针对防洪保护区溃堤及漫堤洪水演进数值模拟面临复杂计算域、河道-防洪保护区洪水耦合作用等问题,建立了基于侧向联解的一维-二维耦合水动力学模型.通过构造并求解Riemann问题实现一维-二维模型耦合,有效克服了基于堰流公式的传统方法难以处理模型间动量交换的缺点,也避免了堰流公式中流量系数选取的不确定性;提出了时间步长自适应匹配方法,解决了一维模型和二维模型时间步长不一致问题.算例研究表明,该模型可有效模拟河道-防洪保护区耦合系统中漫堤洪水和具有任意溃口形状的溃堤洪水演进过程,具有较好的推广应用价值.     

海河流域洪水资源利用评价研究

为给流域洪水资源利用合理性评价提供基本的阈值标准,有效协调洪水资源利用与河流生态环境保护和流域防洪安全的关系,建立了流域洪水资源利用评价的基本框架.指出洪水资源利用评价应解决洪水资源量计算、洪水资源利用水平分析、洪水资源可利用量评价和洪水资源利用潜力评估四个基本问题.在对洪水资源利用量、洪水资源可利用量、洪水资源利用潜力等基本概念进行系统阐述的基础上,建立了流域洪水资源利用的评价方法.根据所建立的基本概念和评估方法,对1980～2006年海河流域及4个二级区的洪水资源利用状况及合理性进行了全面评价.结果表明,1980～2006年海河流域平均年洪水资源可利用量和利用潜力分别为62.8亿m~3和5.35亿m~3.海河流域洪水资源利用总体而言处于比较不合理的状态,洪水资源利用量频繁超过洪水资源可利用量,洪水资源利用潜力不大.多数年份洪水资源利用量超过了河道内必要需水量允许的限度,少数丰水年份超过了流域洪水资源调控利用能力的范围.今后,海河流域洪水资源利用合理性的提高,需要逐步调整目前洪水资源利用主要集中于山区的空间格局,提高平原区洪水资源调控利用能力,有效保障洪水期河道内必要需水量.     

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。     

宝鸡市金陵河寺沟村段防洪工程水文计算及堤距方案比选分析

金陵河属渭河左岸一级支流,发源于陇山山脉南部的陈仓区新街镇赵家山,由宝鸡卷烟厂西侧注入渭河,全长55.0 km,河道平均比降7.4‰,总流域面积427.1 km2。该流域屡暴雨洪水时有发生,对沿岸造成了严重损失。为减少洪水灾害,改善流域防洪基础设施条件,建设金陵河寺沟村段防洪工程极为迫切,结合工程保护对象和经济社会发展需求,对设计洪水及水面线进行推求计算,分析拟建工程的防洪标准,确定防洪标准确定为10 a一遇,10 a一遇洪水洪峰流量为581 m3/s,推求出各断面的洪水位。最后从河道的行洪能力、河道护岸对周围建筑物的影响、工程建设的投资费用等方面对70 m、80 m堤距两个方案的进行分析比较,最终确定寺沟村段最小堤距不小于70 m。     

基于极值与洪量相结合的蓄洪区启用方式探讨

为解决行蓄洪区启用时间和超额洪量出现时间不匹配导致的分洪效果不理想问题,需对行蓄洪区启用控制方式进行优化.以蒙洼蓄洪区为例,基于淮河王家坝断面洪水过程特点和河道洪水演进规律,分析王家坝特征时段洪量与最高水位关系,提出最大3d洪量与极值相结合的蒙洼蓄洪区运用控制方法.构建淮河干流淮滨至鲁台子段河道一维与行蓄洪区二维耦合的...     

新疆河道特征及洪水灾害治理研究

新疆河流洪水具有陡涨陡落、泥砂含量高、突发性强等特点。冲积扇河道纵坡大,上、中游河道表现为冲刷或冲淤基本平衡,河道防护工程洪水期冲刷问题突出。河流中下游纵坡明显减缓,河道加宽变浅,频繁摆动游荡。河流纵向、横向输沙不平衡引起河势改变,引起河道冲刷崩岸及洪水灾害。通过对新疆河流、河道特征,水力学要素及河床演变、河道冲淤规律分析,根据新疆河道特点及防洪实践,提出了河道治理思路及防护工程布置方法,对不同河段防护工程设计参数的选取、河道整治建筑物的结构型式等问题进行了探讨。