湖泊水文计算的水文水动力学模型研究

研究了一类丘陵与平原过渡地带的湖泊水文计算问题,建立了水文与水动力学模型相结合的湖泊水文计算模型,模型对湖泊上游丘陵区采用新安江模型和湖泊周围的平原区采用SCS模型进行降雨径流计算,对入湖河道、湖泊及其周围涵闸与泵站采用以湖泊为蓄水汊点、以调控涵闸为内边界、以外排泵站和涵闸为外边界的河网水动力学模型。以湖北省四湖流域上区长湖的入湖洪水计算为实例,计算结果表明模拟长湖水位、刘岭闸下水位和田关闸上水位均取得较好计算效果,长湖最高水位的绝对误差除1996年外均小于0.1m。     

四湖上区水情预测与防洪调度决策

随着四湖流域管理机构统合并分格局的形成，为及时给上级决策者提供准确水情技术信息，四湖流域上区水情预测与防洪调度决策支持系统的开发势在必行。基于GIS技术对四湖上区降雨、径流、长湖水位变化、淹没区范围等各种洪涝因素的相互关系，构建四湖上区水情预测与防洪调度决策支持系统框架及实现此系统应解决的问题，以求业内人士共同探讨。     

四湖上区水情预测与防洪调度决策支持系统初探

随着四湖流域管理机构统合并分格局的形成,为及时给上级决策者提供准确水情技术信息,四湖流域上区水情预测与防洪调度决策支持系统的开发势在必行.基于GIS技术对四湖上区降雨、径流、长湖水位变化、淹没区范围等各种洪涝因素的相互关系,构建四湖上区水情预测与防洪调度决策支持系统框架及实现此系统应解决的问题,以求业内人士共同探讨.     

关于做好农田水利基本建设管理工作的几点体会

四湖工程是一个以排涝为主的综合性流域治理工程,流域圩垸面积10,375平方公里,区内原有四大湖泊(长湖、三湖、白露湖、洪湖)故称四湖,是江汉平原的一部分。荆州地区四湖工程指挥部(以下简称“总部”),下属江陵、潜江、监利、洪湖四个县指挥部(以下简称“县部”),主要任务是搞农田水利基本建设,包括土方工程——堤防和渠道,建筑工程——泵站、涵闸、桥梁等。在党的三中全会精神指引下,四湖工程迈开了前进的步伐,抗灾能力逐步提高,生产条件日渐改     

武汉市新洲区涨渡湖流域防洪排涝规划方案拟定

武汉市新洲区涨渡湖流域河湖密布,水系复杂,水利工程众多,确定合理的防洪排涝规划方案是保障该区域防洪安全的重点。为提出合理的规划方案,文章构建河网规划概化图,建立湖泊调蓄演算模型。通过分析现有防洪能力,文章从增加调蓄能力、增加外排能力、高水高排三方面来拟定防洪排涝规划方案,并进行演算。通过方案比选,文章提出经济合理、技术可行的防洪排涝规划方案,即方案4。通过湖堤加高加固、退渔还湖、湖区港渠整治、阻水建筑物改造和新建挖沟泵站,涨渡湖涝水可由最短途径直接排入长江,实现了分区排水的目标,防洪排涝调度上更为灵活,技术上更为合理;当泵站设计流量为60 m~3/s时,基本满足设计防洪排涝标准,提水扬程相对较低,可利用现成引水渠,设计引水流量满足提排要求,经济上较优。该设计方案可为类似平原水网地区的防洪排涝工程规划提供参考。     

关于城市排涝调蓄计算合理性的探讨

利用暴雨管理模型(SWMM)软件对设计排水系统进行径流模拟演算,模拟出设计标准下的降雨过程线,得到排涝标准下的排涝泵站流量和调蓄池容积的对应关系.得出如下结论:通过计算机仿真模拟和自动化设计,可提高工作效率,为工程提供更可靠、准确的数据,将成为未来城市排涝调蓄科学和合理计算的一种趋势.     

MIKE11HD在慈湖河干流防洪工程中的应用实例

在地形较为复杂的流域,设计洪水及水位计算涉及到上游山洪与下游涝区排涝洪水组合的问题,传统工程水文计算采用排涝模数计算涝区的设计流量与山洪进行叠加的方法,但今年随着下游涝区经济发展,设防标准逐渐提高,排涝泵站规模扩大,采用各省经验的排涝模数计算排涝流量与山洪叠加的方法已经不够安全,无法真是反映暴雨时洪水、涝水实际组合情况。应用MIKE11HD模型,对流域干流建立水动力模型,涝区通过抽排调蓄计算作为流量边界输入,通过比较模型成果和传统计算成果,探讨水力模型在涉及山洪与排涝组合的流域的适用性。     

嘉兴地区联圩分级调度对圩区排涝及太浦河的影响分析

嘉兴地区属于太湖流域杭嘉湖水利分区,位处太湖骨干泄洪通道——太浦河南部,由于该地区地势低洼、水面率较高以及地面沉降等问题严重,一直以来被称为太湖流域的"锅底"。针对嘉兴地区在汛期特有的"联圩分级调度"方式,基于MIKE FLOOD对太浦河两翼地区建立一二维水动力耦合模型,用以进一步模拟圩区整治后"联圩分级调度",并分析其对太浦河以及圩区排涝的影响。将联圩分级调度方式下的模拟结果与普通排涝方式相比较可以得到:(1)圩外骨干河道水位前期缓慢抬高,启用分级调度后上涨较快,洪峰位置前移,退水期延长;(2)圩区淹没情况得到改善,0.05 m以上的淹没面积减小了26%;(3)太浦河(陶庄枢纽)水位涨水期变长,洪峰位置明显后移。综上所述:联圩分级调度对提高圩区防洪排涝能力作用显著。     

基于机器学习的排涝闸站雨后水位预测

[目的]精准预测排涝闸站雨后水位.[方法]在分析为期1 a的田间实测水位数据的基础上,收集了四湖流域2个典型闸站(习家口站、田关站)为期10 a(2010—2020年)的历史水情资料,利用2种机器学习算法(支持向量机回归算法、回归树算法)对排涝闸站的雨后水位进行预测分析.[结果]支持向量机回归算法和回归树算法均较好地预...     

虾稻共作产汇流过程中TANK-MIKE 11耦合模型的应用

以构建的适合于平原灌区虾稻共作田降雨-径流过程模拟的TANK-MIKE 11耦合模型为工具，对四湖流域典型虾稻共作田区进行区域排涝影响研究。模拟了在不同降雨标准下，虾稻田种植面积占比、虾稻田上限排水深等条件变化对四新垸农排区径流的影响，结果表明：在不同历时暴雨重现期下，相较于50%现有虾稻共作种植面积，当虾稻田面积为10%与90%时，外排水量分别增加6%～28%和减少3%～18%；在各种设计暴雨下，相较于1.2 m虾沟上限排水深，1.3m时洪峰流量减小3.01%～5.62%。1.4 m时洪峰流量减小5.79%～10.36%。     

地表覆盖条件对北漳店流域洪水形成的影响

由不同地表覆盖条件导致的水文现象具有极大的可变性。以往的水文现象研究主要采用经验方法,概化并不合理。利用HEC-HMS分布式水文模型在ARCGIS平台下对30 m精度的北漳店流域数字高程模型进行流域概化,生成11个子流域。遥感解译了流域内2002、2007、2017年地表覆盖类型的变化,量化讨论了流域洪水形成受不同地表覆盖条件的影响。结果表明:流域内林地增加11%、耕地减少16%、草地增加47%的情况下,径流深和洪峰分别削减了16%和11%;草地增加52%、耕地减少35%、林地增加9%的情况下,径流深和洪峰分别削减了9%和6%。结果可为相近下垫面条件下洪水预测工作提供依据。     

长湖水环境需水量与引清济湖研究

以长湖为研究对象,在对长湖水环境现状和流域污染负荷进行充分调查分析的基础上,结合流域水系特征,采用水质模型分析计算了长湖水环境需水量;针对水环境需水量亏缺的状况,提出了引清济湖方案.最后,预测分析了引清调水的环境效果与制约性因素,为开展长湖流域永环境综合治理与长湖调永工程的实施提供重要的科学依据.结果表明:为达到长湖Ⅲ类水质控制目标,2010年现状污染负荷与2020年削减污染物负荷后两种情况下长湖的最小水环境需水量分别为40.63、3.26亿m3,水环境缺水量分别为33.12、1.26亿m3.为保证2020年长湖达到Ⅲ类水质目标,从外流域实施引水流量应达到21.30m3/s.控制污染源、减少入湖污染负荷是长湖水污染综合治理的基础和根本,而实施引清补水是水污染防治和水生态修复潜能均得以充分发挥作用下的有益补充,是改善水环境质量的辅助及应急措施.     

十堰市茅塔河水库“2012·8”雨洪分析

确保水库大坝安全是水库调度基本原则,湖北省十堰市茅塔河水库流域于2012年8月发生了较大的暴雨洪水,水库的实际水位达到276.1m,超过防洪校核水位达0.56m,大坝的安全受到威胁。根据实测雨量和水位过程,分析了雨洪的相应频率及最高库水位超校核水位的原因,结果表明,本次雨洪频率略高于50年一遇,小于设计洪水频率,但下游河道宣泄洪水的能力有限,为保证下游防洪安全而采取的控制下泄流量的防洪调度方式是导致本次洪水期间库水位超校核水位的主要原因。建议尽快开展下游河道整治,提高下游防洪能力,同时加快建立水库流域山洪灾害预警系统。     

施工期清林径水库汛期划分及汛限水位分析确定

根据清林径水库施工期的不同工况,对清林径水库流域(包括黄龙湖水库)进行了汛期分期和汛限水位分析确定.以流域的气象条件和暴雨季节性统计规律为基础,进行汛期的划分;从更有利的发挥水库防洪作用、尽可能利用洪水资源的角度出发,考虑最大可能削减洪峰,保证水库安全方面考虑确定水库的汛限水位.     

大范围平原河网地区防洪标准分析研究

分析了大范围平原河网地区洪涝特性,指出这类地区存在本地降水引发的防洪问题。研究了防洪标准确定的相关因素,提出防洪标准表达需包含设计暴雨频率、设计暴雨年型、防洪设计水位、与承泄区水位组合关系等内容。研究了防洪标准确定的基本思路,大范围平原河网地区防洪标准确定时建议将低洼圩区作为整体来研究,中等城市或大面积乡村,防洪标准可选用50～100年一遇。对区域内部圩区和城镇防洪排涝治理提出了协调要求。     

设计暴雨雨型对高植被覆盖流域径流形成影响的数值模拟

为分析设计暴雨雨型对山区小流域山洪灾害的影响，应用时空变源混合产流模型，以四川省关口、汉王场为研究区域，分析高植被覆盖流域对不同重现期以及不同设计暴雨雨型条件下降水的响应规律，并对不同雨型及重现期条件下流域的洪峰流量、峰现时间、洪峰滞后时间等量值进行对比分析。结果表明：时空变源混合产流模型在高植被覆盖流域洪水模拟应用过程中能够取得较好的模拟精度，具有一定的适用性；关口、汉王场流域同一重现期条件下偏后型雨型相对于偏前和居中型条件下形成的洪峰流量更多，但偏前型雨型相对于居中型和偏后型雨型而言形成的洪水总量更大；在不同雨型条件下，随着重现期的增加，关口、汉王场流域的洪峰流量均是呈现增加的趋势；林草植被覆盖率为汉王场>关口流域，关口流域在不同重现期设计暴雨雨型条件下的峰现时间均是提前于汉王场流域，林草植被覆盖对于洪水的径流过程具有一定的调节作用；关口流域和汉王场流域洪峰出现时间相较于暴雨雨峰出现时间的滞后时间均为偏前型>居中型>偏后型；揭示西南山区高植被覆盖流域对于不同重现期设计暴雨雨型条件下的量化规律，在分析西南山区高植被覆盖流域暴雨洪水的形成过程、提高流域洪水预报精度与防...     

气候变化对湖泊设计洪水位的可能影响——以平原湖泊联合调蓄为例

湖泊防洪设计水位是湖泊保护、工程规划和水资源高效利用的重要依据,但气候变化对湖泊防洪设计水位变化的影响并没有得到足够的重视。为研究不同气候变化情景对湖泊防洪设计水位的影响,根据大气环流模式CCSM3的结果,利用随机天气发生器LARS-WG对基准期气候数据进行分析并生成2011-2040年30年逐日气象资料。同时结合暴雨管理模型(SWMM)计算了南方平原湖泊联合调蓄情景下的设计洪水位,并对闸门和泵站的流量过程进行了模拟计算。计算结果表明,基准期和A1B、A2和B1三种排放情景下的设计暴雨值存在显著差异,由此导致了设计洪水位存在显著差异;在湖泊联合调蓄情景下,小南海、庆寿寺湖和马淹湖等3个湖泊的设计洪水位变化特征不一致,其中,小南海湖泊变化较为显著,而庆寿寺湖则不明显。为进一步分析设计洪水位的影响因素,对结果进行多因子误差分析。分析结果表明,地点、重现期两个因素对设计洪水位的影响非常显著,情景模式的影响也比较大,但比前两者略弱;地点、重现期、情景模式3个因素两两组合造成的影响不显著。根据对未来设计洪水位和闸门、泵站流量的动态分析,建议做好进一步的湖泊防洪规划工作。     

青山水库枢纽工程水资源供需平衡分析

本文针对六股河流域的青山水库枢纽工程历年洪水洪量等实际情况,对2020年水资源供需平衡进行预测,通过采用典型年法对地区洪水进行调节,分析了不同频率下的洪水洪量调节效果,并对青山水库的水位、洪量、洪峰情况提出了合理性分析,指导六股河流域地区及其洪水多发区防洪枢纽工程设计和施工.     

秦岭北麓城市型河流LID建设模拟及其水文响应特征研究

为分析半干旱区低影响开发建设对城市河流水文系统的可能影响,应用暴雨洪水管理模型(SWMM)和河段水量平衡模型,以秦岭北麓灞河流域为例,对不同重现期及典型降雨过程的降雨径流过程进行模拟计算,并对不同LID措施的流域洪峰、洪量、河流水量、水流流速等量值变化及可能的水质环境影响进行分析。结果表明:考虑LID措施的流域暴雨洪水计算中,重现期越长,河道内洪峰、洪水总量消减比例越小。设计暴雨重现期小于10年的洪水消减比例最大;流域内城市区低影响开发建设后,滨河带地下水补给量减少;LID措施后径流量减少,可能加重下游水污染。研究揭示了半干旱地区低影响开发建设的河流水文系统变化特征及其可能引起的水环境问题,对更合理地开展城市雨洪管理工作具有指导意义。     

基于改进SWAT模型的土地利用变化对流域设计洪水的影响研究

城市化进程会改变城市下垫面条件,影响地区产汇流过程,增加城市面临洪涝灾害的风险。为分析深圳市石岩流域土地利用变化对流域设计洪水的影响,对石岩流域1988、2002、2010和2016年的遥感影像图进行解译,分析该流域的土地利用变化状况;建立石岩流域改进后小时步长的SWAT模型,模拟该流域不同时期的土地利用下的设计洪水过程,并分析其变化趋势。结果表明:该流域28年间林地草地占比减少29%,耕地占比减少11%,城镇用地占比增加37%;随着林地耕地的减少和城镇面积的增加,不同频率设计洪水的洪量及洪峰均有所增加,且峰现时间也有所提前,2002-2010年期间增长幅度最大,其洪峰平均增长205.6 m3/s,洪量平均增加634.2万m3。该流域设计洪水受流域的城市化影响较剧烈,需要复核下游地区的防洪能力,以有效应对可能发生的洪水过程。