低洼地区农田淹没成因分析方法及应用－（II）洪水反演和分析

为探求从化市水南村部分农田被淹没的主要原因,本文对水南村所在小流域的降雨资料和涌容关系进行了分析。在对流溪河洪水特性和牛心岭电站操作对淹没位置河段水位影响分析的基础上,真实反演出了部分农田被淹没的过程。结果显示,在不考虑淹没区涵洞排水的条件下,采用大坳站和太平场站的平均雨量资料,本次降雨造成淹没区的水位上涨幅度可达2.74 m;淹没区水位经历了两次上涨,第一次主要由产汇流太急造成涵洞排水不及造成,第二次主要是流溪河洪水上涨造成涵洞无法排水所致。未封堵暗渠导致了流溪河洪水倒灌入淹没区,造成最大淹没深度为0.23 m;牛心岭电站操作对淹没区影响较小。     

南方丘陵区流域提取及洪水淹没模拟——以赣江上游为例

赣江上游流域处亚热带季风气候和丘陵地形区,洪水多发。论文基于GIS知识与技术,应用Arc Hydro Tools工具,从栅格型DEM上提取水系,划分子流域和水系等级,并分析流域特征;应用空间分析工具,通过种子蔓延算法,求低于一定高程的有源洪水淹没范围,并计算淹没面积;最后与行政区图叠合分析,确定实际淹没范围。结果显示:(1)运用GIS技术和知识提取赣江流域信息速度快、准确度高;(2)基于水位且有源的洪水淹没模拟在赣江上游丘陵区具有较好的适用性,种子蔓延算法在数据量不大的赣江上游研究区效率较高;(3)提取的赣江上游水系及流域信息较准确;(4)淹没区与实际区域叠合分析,发现宁都与石城交界处更易发生洪灾,且琴江北岸淹没范围较大。     

基于Arcgis与Delft 3D的渭河下游洪泛区洪水数值模拟

利用Arcgis将航拍DEM数据转换为渭河下游河道地形数据,采用Delft 3D生成正交曲线计算网格,并模拟不同工况下洪水在河道及淹没区的演进过程,实现了河道及溃堤洪水演进的实时动态演示,可以为洪水风险分析及防洪调度决策提供参考依据。     

基于流溪河模型的梅江流域洪水预报研究

为了探讨流溪河模型在中小河流实时洪水预报中的适用性,构建了1、2、3级河道的梅江流域洪水预报流溪河模型,采用PSO算法优选模型参数,并对不同河道分级的模型进行了验证。结果表明,1级河道建立的模型不能较好地模拟出实测洪水过程,尤其是洪峰流量值的模拟,不能满足模型在中小河流洪水预报中的计算要求。3级河道构建的模型可以很好地模拟实测洪水过程,采用流溪河模型进行中小河流洪水预报时,可以选择3级河道构建模型;流溪河模型采用1场实测洪水就可以对模型参数进行有效优选,在实测资料系列不长的我国中小河流洪水预报中应用具有明显优势;采用3级河道构建梅江流域洪水预报流溪河模型和优选的模型参数时,模拟效果良好,可用于梅江流域实时洪水预报。     

低水头电站设计的几点体会

梅州市位于广东省东北部，韩江一级支流梅江从梅州市经过，控制集雨面积13 929 km2，全长约307 km，天然落差约60 m，水力资源丰富。梅江流域沿河两岸为平原人口、耕地集中，且为人多地少的地区，在梅江干流兴建高坝大库拦洪缺乏现实性，故自1977年以来的历次规划，对梅江干支流的水电开发任务均为结合航运进行低水头径流式电站开发。下面就在低水头电站设计中的几点体会简述如下。 1 泄水闸规模的确定 在梅州市开发低水头电站的设计中，经分析发现，回水线具有如下的特点：在一定的蓄水位条件下，小流量的回水终点离坝址远，大流量的回水终点离坝址近，闸门全开泄洪时，回水终点移至坝前。根据《水库淹没处理规范》规定：淹没耕地的设计洪水标准为2～5年，淹没居民点的设计洪水标准为10～20年；回水末端的设计终点位置，在回水曲线不高于同频率天然水面线0.3 m的范围内。依上所述，为了减少正常蓄水位以上的淹没赔偿，泄水闸泄洪规模按渲泄十年一遇洪水时闸前水位壅高不超过建闸前天然水位0.3 m确定。     

基于ArcMap溃堰洪水风险可视化建模及其应用

利用坝区Arc Map空间数据及属性数据联合分析,构建溃堰洪水风险可视化模型,给出溃堰洪水淹没及其风险损失。对溃堰洪水沿程最高水位矢量化表征,建立溃堰洪水水面栅格数据模型,耦合库区地形栅格数据模型,通过空间数据分析和可视化表征分析围堰溃决过程及其下游淹没水深场、洪水淹没程度。拉哇水电站溃堰洪水风险图实例说明模型具有可行性和有效性,为选择合理导流方案及工程安全管理提供高效的技术支撑。     

蓄滞洪区洪水演进过程数值模拟及洪灾损失分析

以二维非恒定流基本控制方程为理论基础,采用有限体积法建立洪水演进数学模型。根据蓄滞洪区内不同地形条件及洪水调度方案,以相应的水动力学方法,对模型区域的通量、蓄水量和洪水实时淹没水位进行计算,并考虑了公路建设中路基体积、涵洞尺度、取土方量对蓄滞洪区洪水演进的影响。采用小清河蓄滞洪区的历史洪水淹没资料进行模型验证,模拟了自然滞洪和分区滞洪两种情况下的洪水淹没过程,模拟结果与历史统计淹没范围基本吻合,为蓄滞洪区中的工程建设和防洪影响评价提供了研究思路和方法。     

基于MIKE11的山丘区小流域洪水演进模拟与分析

以历城区柳埠镇所在3个小流域为研究对象,选用MIKE11模拟软件建立了一维河道沿程洪水演进模型[1],完成了不同量级洪水的演进过程模拟与分析。拟定了五种不同的洪水模拟方案,并对不同设计方案下的洪水的演进过程进行了模拟,得出了不同量级洪水沿程水面线动态结果、各断面洪峰流量及淹没水位结果和各断面淹没水深结果。结果表明:模型对山丘区小流域洪水演进过程整体模拟效果可信,可应用于实际山丘区小流域的预警指标的计算分析中;模型模拟结果符合河道洪水演进规律,可为该地区防洪评价及预警工作提供一定的数据支撑和参考依据。     

基于GIS栅格数据的叶尔羌河灌区洪水风险动态模拟与识别

【目的】加强叶尔羌河灌区防洪规划与管理。【方法】根据1959—2015年叶尔羌河灌区洪水事件,以叶尔羌河喀群渠首至艾力克塔木之间的区域为研究对象,应用GIS工具生成数字高程(DEM)栅格数据,构建了FloodArea洪水淹没模型,计算了高情景和低情景2种典型历史洪水量级下的淹没范围、水深、流速等风险要素,绘制了研究区的洪水风险图。【结果】叶尔羌河洪水淹没风险区主要限于灌区河段附近,重现期为20a洪水风险较高,卡群水文站以下河段多处被洪水冲毁部分河段河堤,洪水漫溢淹没区主要分布在沿河道两侧灌区的地势低洼区,洪水淹没范围较大;重现期为5 a洪水的流程强度和洪水淹没区比重现期为20 a洪水有所减少,危险性等级降低,灌区以及居民点基本未受到影响。【结论】通过反演高情景和低情景2种典型洪水,生成的洪水风险灾害指示图能够科学地模拟、预测洪水淹没范围,防洪工程的重点是在平原灌区莎车县、麦盖提县、巴楚县河段。     

新疆库山河洪水过程模拟分析

全球气候变暖背景下极端洪水灾害频发,对地处干旱、半干旱地区的新疆影响尤为明显,洪水灾害风险增大。为了提高干旱区洪水灾害应对能力,针对新疆典型流域库山河构建了洪水分析计算模型,确定模型关键参数和边界条件,经场次洪水验证,水深平均绝对误差为24.1 cm,相对误差为24%,决定系数为0.66;流量纳什系数为0.86,决定系数达到0.97,模型具有较高的计算精度。利用高精度河道地形,洪水灾害风险普查结果、遥感信息等资料建立流域数据底板,计算了不同频率下洪水行进过程、淹没范围、水深分布以及淹没历时等情景,实现了大尺度、全流域干旱区河流的洪水演进模拟,研究成果可以为干旱内陆区河流洪水风险分析提供技术依据。     

黄河河龙区间洪水泥沙关系分析

【目的】深入了解近年来黄河泥沙变化规律,保障引黄工程的安全运行。【方法】对2006—2015年黄河吴堡、龙门水文站洪水特征资料进行了分析研究,【结果】月最大含沙量大于10 kg/m~3时段集中在3月桃花汛和汛期(6—9月),汛期泥沙量远大于3月水平,同期龙门站最大含沙量水平高于吴堡站;洪水过程径流总量与含沙量相关性并不显著;河龙区间上下游泥沙输移过程存在一定相关性,但龙门站较吴堡站更多呈现自然河道属性。【结论】黄河突发增沙原因不只局限于洪水激增,黄河调水调沙等人类活动对水流携沙突增影响不容忽视。不同水文站局部性暴雨所形成的短历时增沙现象的水文系列过程呈现随机性。     

景洪水电站典型日运行对下游河道

介绍了景洪水电站所在地区及澜沧江流域的自然、经济条件，明确了景洪水电站以发电为主，航电结合并兼有其它综合利用效益的开发任务。以Saint-Venant方程组为基础，用Newton-Raphson方法直接求解按Preiss-mann加权四点隐式格式进行离散所得的非线性代数方程组，建立一维河网非恒定流水动力学模型。利用景洪水电站坝址至关累滩段河网枯、平、丰季的水文数据分别对模型进行了率定和验证，结果表明计算值和实测值吻合较好。对景洪水电站七种典型日运行发电方案进行非恒定流计算，得出了下游河道各断面的水位、流量过程线，为确保防洪、航运安全提供依据。     

蓄滞洪区洪水特性对地面沉降的响应研究

随着累计地面沉降量的增加,蓄滞洪区内的洪水特性发生了一定程度的改变。以贾口洼蓄滞洪区为例,通过对其进行地面沉降分析,构建基于两种不同地面高程资料的二维水动力模型,对大清河百年一遇设计洪水进行演进模拟。通过比较地面沉降前后洪水演进过程、淹没水位和洪水淹没面积的差异,得出如下结论：在入流过程和蓄水量完全相同的情况下,地面沉降会引起贾口洼蓄滞洪区前期洪水演进速度变缓,淹没水位降低,最大淹没范围增大。该结论可为滞洪区的防洪减灾及大清河防洪调度提供决策依据和科学指导。     

水库调度影响下中华鲟产卵场的水动力特征

三峡工程试验性蓄水于2010年成功蓄至175 m,开始逐渐进入正常运行期.在此背景下,分析近年来三峡-葛洲坝实际联合调度运行对坝下中华鲟产卵场水动力时空特征的影响,对加深理解中华鲟产卵适应性对水利工程调控的动态响应有重要意义.针对葛洲坝至宜昌江段的中华鲟产卵场建立了三维水动力模型,以出现2次鲟鱼产卵繁殖的2011年产卵日为代表性工况,开展了水利工程调度运行影响下的产卵场短期水动力特征模拟研究.研究表明:对鲟鱼自然繁殖起直接作用的河段底层流场较规则稳定,但在水流交汇处和地形突变处会出现局部紊乱变化;上、下产卵区的流速为0.8~1.4 m/s,在大江电厂与二江电厂下游均有流速较大的分布区,流速最大值出现在二江电厂泄水处下游;适宜中华鲟繁殖的流速范围出现在大江下游导流墙尾段至江心隔流堤前段1/3处与江心隔流堤尾端至下游约700 m内.     

沭西片防洪保护区洪水淹没风险特征

沂沭泗流域沭西片防洪保护区外河洪水有山区性洪水特征,其特点是洪峰水位高、历时短、总洪量小,溃堤洪水过程的精确计算是保护区洪水分析的关键和难点.为了精确模拟溃堤洪水过程及其在保护区演进规律,构建了一二维实时动态耦合水动力学模型.河网一维水动力数学模型采用1993年、2003年和2012年的实测洪水资料进行了率定与验证;防...     

闽江下游最高洪水位的长期振动及其预测

采用改进的谐波回归算法，对闽江竹岐站年最高洪水位序列进行周期识别和分析论证。结果表明：闽江下游洪水县有１５年和７年的长期振动，这种振动可以认为是大范围物理背影造成的响应，其中７年的周期振动很可能与地极移植移动有关。同时，还对相应的模拟方程进行评定，并检验了谐波分析的预测结果。最后给晃江竹岐站来未来３年内，各年最高洪水位的估计。     

基于沙里寨水文站水面流速系数分析研究

在实测河道流量时,往往因为洪水涨落急剧、洪峰历时短无法采用多点法施测流速;或在采用浮标法及缆道流速仪法施测流量时,多采用水面一点法施测流速,而在计算垂线平均流速时涉及水面流速系数的问题.通过对大洋河沙里寨水文站实测的垂线五点流速,建立水面与垂线平均流速相关关系,确定该站水面流速系数.     

两种改进的BP模型预报黄河内蒙段冰情信息及效果分析

黄河内蒙古段是黄河产生冰凌灾害的主要河段之一,几乎每年都产生凌汛,了解黄河内蒙古段冰情信息变化规律,建立冰情信息的预报模型对于黄河内蒙古段的冰凌研究和冰凌灾害防治具有重要的实践意义。选择黄河内蒙古段巴彦高勒水文站为典型站,建立了进行流凌日期、封河日期及开河日期等冰情信息预报的两种改进的BP神经网络模型（A-BP和AGA-BP）,对它们的预报效果进行了评价和对比,并且给出了提高冰情预报精度的建议。     

海河二道闸和防潮闸优化调度研究

汛期为腾空海河河道并保证二道闸下咸水不致上溯，二道闸闸下水位应控制在1.0m左右。利用一维非恒定流模型对海河自西河闸至入海口河段进行数值模拟，研究了西河闸分流量为80、100、120m3/s3种情况下，海河防潮闸和二道闸优化调度结果。