滞洪区运行与浦阳江洪水位特性的响应关系

以浦阳江为研究背景,通过建立二维水动力模型,分析了浦阳江各频率洪水与高湖不同泄洪总量组合工况下浦阳江流域的洪水位特性.结果表明,当浦阳江遭遇10 a一遇洪水增至20 a一遇,再增至50 a一遇时,东、西江各典型位置点洪水位的平均降低值由0.62 m增至0.70 m再减小为0.59 m,即高湖泄洪对浦阳江东、西江洪水位影响的敏感性呈先增强后减弱的规律.在浦阳江相同频率洪水工况下,流域各位置洪水位改变量均随高湖泄洪总量增大而增大.而高湖相同泄洪总量工况下,浦阳江遭遇10 a一遇洪水增至20 a一遇再增至50 a一遇时,流域各区域洪水位改变量呈先增后减的变化趋势.东、西江以及东、西江下游交汇口-出口河段的洪水位改变量自上而下均呈逐渐减小变化,而上游入口-东西江上游交汇口以及枫桥江河段则反之.研究结论可为优化高湖滞洪区运行提供指导.     

水库洪水预报调度风险的应用研究

综合考虑洪峰预报误差、峰现预报时间误差、水力因子和泄洪方案组合的随机性,建立了水库风险分析模型,并运用到LW水利枢纽中。通过选取的两场洪水运算,结果表明：在上影响因子共同作用下,按照模型推出的两场洪水泄洪方案优选的原则进行调度,LW水库即使没有预泄,起调水位取369.8m时,校核洪水的漫坝风险为0;频率为5%的洪水对应的漫坝风险及下游防护对象的防洪风险均为0。该模型为进一步挖掘已建水库的兴利效益或降低待建水库的工程造价,提供了保证。     

基于概化洪水过程的水库防洪安全计算

工程坝前年最高水位Hm的频率可以表征工程潜在的洪水风险。在洪水过程线概化为三角形基础之上,推导出最高水位Hm和洪峰x,洪量y的定量关系式。借助概化关系式,以随机模拟法推求符合防洪标准的年最高水位(Hm)N。在此基础上分析了符合达标要求下洪峰x和洪量y的匹配情况,并明确指出,当前广泛应用的同频率洪峰x和洪量y为一组特殊匹配,其防洪计算结果超标,研究表明,工程防洪特性的改变对Hm有影响,且以上主要内容均有实例分析论证。     

低洼地区农田淹没成因分析方法及应用－（I）数学模型验证及洪水特性分析

为探求从化市水南村部分农田被淹没的原因,本文分别采用现场调查、水文地形资料分析、数学模型、调洪演算等方法,对本次流溪河洪水和下游牛心岭电站对淹没位置河段水位的影响进行了分析和探讨。结果表明,洪水从大拗坝到达水南村淹没位置河道的时间约为2.6 h;从5月7日凌晨4点～12点,流溪河水位明显高于淹没区地形,极容易导致外江洪水从未封堵暗渠进入淹没区;牛心岭电站只用4个闸孔泄洪,在洪峰时刻引起淹没区外侧河道水位抬高约0.05 m左右。     

英德市城区防护工程规划设计

英德市区沿北江两岸分布 ,旧城地面高程多在 2 6～ 2 8ｍ(珠基 ,下同 )之间 ,新城区采用避洪方式 ,尽量靠山而建 ,地势稍高 ,高程在 30～ 35ｍ之间。英德市城区历来水患频繁 ,其原因 ,从地理环境来说 ,主要是受粤北乃至湘南、赣南 2万多ｋｍ2集水面积的影响。据英德水文站实测的洪水资料 ,北江洪水平均洪峰水位为2 8.35ｍ ,历年平均超过城区防洪警戒水位 (2 6 .0ｍ)的天数为 5天 ,超过 2 8.0ｍ水位的天数为 2天 ,新中国成立以来发生的“6 4.6”、“6 8.6”、“82 .5”、“94.6”等几场洪水的最高水位超过 32 .0ｍ ,而“6 8.6”洪水位维持在 …     

基于Flow-3D的堤防堵口水力条件数值模拟

为了研究极端洪水条件下某河道砂性堤防溃口快速封堵技术,选取典型堤段,基于FLOW-3D对具有实际地形的堤防溃口水流运动进行三维数值模拟,计算不同口门宽度及堤防内侧不同水位条件下的口门区域水位、水位场分布、流速及流速场分布等水力学特性。结果表明,溃口内外水位差和口门宽度均对溃口分流量、口门断面平均流速有显著的影响;随着口门束窄,溃口前水位逐渐抬高,口门断面流速先增后减;口门底部和下堤头前局部流速较大。总结该河道堤防溃口水流运动特性和规律,其结果可为类似工程堵口材料和施工工艺的选取提供参考和科学依据。     

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Copula函数的洪峰流量与洪水历时联合分布研究

基于Copula函数分析了潖江河大庙峡流域洪峰流量与洪水历时的联合频率分布特征,得出GumbelHougaard Copula函数可较好地拟合2者的相关关系,以及反映2变量在"且"和"或"组合情况下的发生频率和重现期。在同频率设计情况下,2变量发生组合受灾风险的概率很低。在同一重现期下的历时与不同重现期下的洪峰组合频率随重现期的减小而增大,5 a一遇洪峰对应的历时在31.7~40.2 h的可能性较大,10 a一遇的洪峰历时在45 h以上的概率较小。另外,当历时重现期低于200 a一遇时,流域遭遇200 a一遇以上洪峰的概率极低。     

变坡陡比降河道逆行淤积物清水冲刷规律研究

陡坡河道洪水过程中常伴有强烈的泥沙输移,导致河道行洪断面缩小及水位的异常激增,但洪水过后泥沙往往被冲刷输往下游,在河道中难以发现泥沙的踪迹。泥沙造成洪水漫溢仅在洪水过程中发生作用,使得人们通常认为洪水发生的根源是强降雨,而忽略了泥沙的附加致灾作用。为了探索泥沙在洪水灾害中的影响,本文在变坡水槽中研究了在上游来沙量突变为零时床面前期淤积泥沙的冲刷发展及水位变化规律,解释了非超标洪水条件下,河道洪水位畸高而又未见明显的断面萎缩异常灾害的现象,探明了泥沙与洪水灾害的因果联系。试验结果表明上游来流量、加沙强度和泥沙粒径越大,冲刷水深越大。上游来流量、加沙强度和河床比降越大、泥沙粒径越小,冲刷速度越快。     

基于COMSOL的不同库水位条件下土石坝坝坡稳定性分析

由库水位变化引起的渗透破坏是造成土石坝失稳的主要原因之一,坝体滑坡极易诱发地质灾害,严重威胁人类生命财产安全。针对库水位上升对土石坝坝体滑坡的影响,以某均质土坝为研究背景,借助COMSOL Multiphysics数值软件研究坝坡临界失稳状态下的塑性区和水平位移变化,基于有限元强度折减法分析正常蓄水位、设计洪水位和校核洪水位3种工况下的坝坡稳定性。结果表明：随着库水位上升,土石坝内部浸润线位置提高,坝体的最大塑性应变和水平位移呈线性增大趋势,且最大值均出现在坝脚位置。坝脚处塑性区随折减系数SRF的增大逐渐向坝顶贯通,坝坡变形行为以剪切滑移为主。3种工况下稳定安全系数FOS分别为1.894、1.855和1.831,坝体稳定性不断降低,但均高于临界最小安全系数。     

浑水膜孔灌自由入渗特性试验研究

通过室内相同条件下清水膜孔灌自由入渗和4种不同含沙率的浑水膜孔灌自由入渗试验,研究了不同含沙率对浑水膜孔灌自由入渗特性和灌水结束后湿润体内水分分布情况的影响,建立了浑水膜孔灌自由入渗参数、湿润锋运移参数和灌水结束后湿润体内水分分布曲线参数与不同含沙率的关系,提出了不同含沙率的浑水膜孔灌自由入渗单位膜孔面积累积入渗量模型、湿润锋运移模型和灌水结束后湿润体内水分分布曲线模型,以及不同含沙率的浑水膜孔灌自由入渗相对相同条件下清水膜孔灌自由入渗的减渗特性及其影响规律.结果表明:随着浑水含沙率的增大,累积入渗量逐渐减小,且均小于相同条件下的清水累积入渗量,入渗系数K随着含沙率的增大而减小,入渗指数α随着含沙率的增大而增大;在相同入渗时间内,随着浑水含沙率的增大,垂直和水平湿润锋运移距离都逐渐减小;灌水结束后湿润体内垂直方向和水平方向质量含水率均随着距膜孔中心距离的增大而逐渐减小;不同含沙率的浑水膜孔灌自由入渗与相同条件下清水对比具有减渗作用,随着含沙率的增大,减渗率逐渐增大.     

秸秆生物炭对黑土区坡耕地生产能力影响分析与评价

采用径流小区试验,选取不施用生物炭(CK)、生物炭施用量25 t/hm~2(T1)、50 t/hm~2(T2)、75 t/hm~2(T3)和100 t/hm~2(T4)5个处理,分析生物炭施用量对土壤理化性质、持水能力、水土保持效应、节水增产效应等能够反映土地生产能力的指标的影响,建立基于Gumbel Copula函数的不同生物炭施用量下黑土区坡耕地生产能力评价模型,结果表明:随着生物炭施用量的增加,土壤容重降低,孔隙度增大,养分分布更为均匀,土壤有效P、速效K、pH值和有机质含量呈线性递增趋势,土壤铵态N含量呈指数增长;土壤饱和含水率、田间持水量、凋萎系数和有效水最大含量均与生物炭施用量正相关,且高施炭量处理对于土壤水分的影响程度明显高于低施炭量处理;随着生物炭施用量的增加,年径流深和土壤侵蚀量均呈线性递减,减流率和减沙率均呈对数函数递增,而大豆产量和水分利用效率则先增后减,呈抛物线型变化。基于Gumbel Copula函数计算的土地生产能力评价结果较为理想,计算的土地生产能力指数随生物炭施用量的增加呈"S型"曲线递增,土壤理化性质、持水能力和水土保持效应指数均呈线性递增,而节水增产效应指数则呈抛物线型先增后减。     

考虑预报误差和风浪作用的大坝漫顶风险分析

考虑了洪水预报和风浪不确定性因素进行漫顶风险评估,对预报调度过程中的起始水位、入库洪水、泄流进行随机误差分析,应用一次二阶矩法描述库水位的随机分布,洪水与风浪采取不同频率的固定组合方式计算,较好地反映了实际调度中各因素的随机误差作用.结果表明,库水位增高主要来自于洪水作用,风浪作用相对较小,但在风险临界水位时较敏感容易导致漫顶失事.考虑随机误差和风浪作用的计算结果较合理可靠.     

考虑预报误差和风浪作用的大坝漫

考虑了洪水预报和风浪不确定性因素进行漫顶风险评估,对预报调度过程中的起始水位、入库洪水、泄流进行随机误差分析,应用一次二阶矩法描述库水位的随机分布,洪水与风浪采取不同频率的固定组合方式计算,较好的反映了实际调度中各因素的随机误差作用.结果表明,库水位增高主要来自于洪水作用,风浪作用相对较小,但在风险临界水位时较敏感容易导致漫顶失事.考虑随机误差和风浪作用的计算结果较合理可靠.     

扩散波洪峰流量演算模型研究

洪峰是洪水过程最重要的特征,但对洪峰要素进行单独演算的方法迄今尚不多见。基于扩散波洪峰沿程衰减的特性,通过洪峰条件下对其特征方程组的演变和简化,将扩散波方程中习用的对扩散系数μ和波速c的线性化调整为对不同洪水峰型的线性化,从而获得简易的洪峰流量演算模型。该模型计算简便,参数物理意义明确且易于定量,经黄河夹河滩至利津共5个河段的6次实测洪峰流量资料验证,演算相对误差几乎均在±10%以内,成果令人满意。模型在一定程度上丰富了现有洪水演算方法,特别在演算目标单一或洪水过程资料不足的条件下,有值得期待的实用价值。     

降雨对山丘区小流域洪峰模拟不确定性的影响

为探讨降雨对山丘区小流域洪峰模拟不确定性的影响,提高山丘区小流域洪水预报的精度,采用新安江水文模型在河南省栾川流域进行不同降雨误差输入条件下的径流模拟对比分析,并进一步探讨了不同前期土壤干湿程度条件下的降雨输入对洪峰模拟结果的影响及其变化趋势。研究结果表明:山丘区小流域洪峰模拟值的偏差随降雨输入误差的增加而增加,二者呈正相关;随着前期土壤由干到湿变化,对于相同的降雨输入误差,洪峰模拟偏差逐渐变小,且降雨输入偏大程度越大时,这种变小趋势越明显。     

黄土丘陵沟壑区典型小流域不同洪水类型侵蚀输沙效应

不同降雨-径流格局下的土壤侵蚀响应是土壤侵蚀规律研究中的基本关系之一,以黄土丘陵沟壑区典型小流域岔巴沟的一级支沟蛇家沟为例,分析了不同洪水类型驱动下的小流域侵蚀输沙过程。以蛇家沟水文站1961—1969年记录的45次洪水事件为数据基础,选取洪水历时、次洪水径流深和洪峰流量作为洪水径流过程的特征指标,运用K均值聚类和判别分析相结合的方法,将全部洪水事件划分为3种类型。其中,A型洪水具有短历时、小径流、低变率和中洪峰的特点,是最为普遍的类型。B型洪水具有中历时、中径流、中变率和小洪峰的特点,发生频率居中。C型洪水具有长历时、大径流、高变率、大洪峰的特点,发生频率最低。洪水历时是决定洪水类型的主要因素。不同洪水类型下的输沙模数、平均含沙量及最大含沙量由大到小依次分别为:C、B、A;C、A、B;C、A、B;但其差异并不显著(P0.1)。蛇家沟小流域的水沙关系趋于稳定,径流含沙量的变化可用流量的对数函数进行描述。在径流量保持一致的情况下,不同洪水类型驱动下的输沙模数相对大小(A∶B∶C)为1∶0.93∶1.22。当洪水历时延长1.7倍时,其增沙作用达到极大值,输沙模数最大增幅为22%。研究结果可为流域洪水类型划分、全面科学评估径流调控及利用的水土保持效益提供有益参考。     

不可控洪水对调洪最高水位的影响研究

对于水库的防洪调度,阐述了可控洪水与不可控洪水的概念,研究水库在防洪调度中闸门全开条件下,洪水形态对最高水位的影响。通过实例计算,分析不同洪水系列对最高水位的影响。结论表明,最高水位趋于稳定,在这基础上,可根据洪水的形态给出水库所能达到的最高水位,同时在洪水预报的基础上预先快速判断一场洪水对水库防洪安全的影响程度,在此基础上采取相适宜的调度方式,从而确保防洪调度安全。     

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.     

一、二维数学模型在飞云江河口航道建设中的运用

根据飞云江河段的具体情况和航道整治工程实际问题,建立了飞云江河口一、二维非恒定水流数学模型.其中,一维非恒定水流数学模型主要研究飞云江河口洪潮水流特性,并为物理模型和平面二维数学模型提供各种设计条件下的边界条件;平面二维非恒定流数学模型,主要研究飞云江河口航道整治工程实施初期对飞云江河口流场及洪水位的影响.通过不同方案的计算分析,从流速变化及水位壅高情况综合比较可知,方案七的整治效果较好,下埠新港区北航道流速有一定幅度的增大,而且对上游的南岸新港区前沿流速、泄洪等影响较小,能上、下游兼顾.