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。     

简易水位自动报警装置

有些农村小电站,由于前池水位失控,往往导致水位上涨,溢出后淹没庄稼,毁坏农田,造成不良后果。为了防止事故的发生,有必要对水电站前池水位加以预警控制。现介绍一种简易水位自动报警装置,原理参看线路图。当水位上涨到 A 点时,电路导通,经过 Z 整流,继电器 J 工作,电笛 DD 发出呜叫声。变压器 B 的输出电压一般小于36伏,继电器 J 可选用24伏直流继电器,调节水中静触点的距离可改变直流电压的大小。     

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。     

基于MIKE模型的干沟排蓄控制方案优选

受气候、土壤和灌排条件等因素影响,安徽淮北平原是典型的旱涝交替发生区。排水干沟是淮北平原农田主要排水工程,通过对排水干沟的合理控制,适当抬高沟水位和地下水位,有助于实现旱涝综合治理。结合MIKE模型,以淮北平原区干沟控制区域为单元,研究小流域尺度的排蓄控制对农田水资源的调控效应以及对作物生长的影响,结果表明：在淮北平原区利用干沟节制闸进行排水、蓄水控制可有效抬升沟水位和地下水位,但抬升的幅度应根据降雨及作物种植结构进行合理控制,以节制闸为控制工程的干沟,汛期（6-9月）沟水位控制应以除涝降渍为主,沟水位应低于地面平均高程1.2 m以上,最高蓄水位按设计蓄水位控制,闸前水位低于设计蓄水位1.5 m时可关闸蓄水;非汛期（10-5月）沟水位控制以蓄水为主,最高蓄水位可超过设计蓄水位0.5 m,闸前水位低于设计蓄水位0.5 m时即可关闸蓄水。     

淮北砂姜黑土区暗管排水氮素流失模拟研究

农田氮素流失是水环境氮素污染的主要来源,农田排水是造成农田土壤养分流失的主要途径。利用DRAINMOD排水管理模型通过对试验区排水量的模拟,确定了氮素流失量,氮肥淋失量与农田排水条件的关系,暗管排水强度增大,会增加氮肥淋失量,提出了进行合理水位管理,减少氮素流失的方法。     

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。     

排涝泵站高洪水位运行对策

1 问题洞庭湖区泥沙淤积严重,致使许多河道宣泄相同的洪水流量时,其水位比过去抬高1～2m,有的甚至抬高3m以上。大量50和60年代修建的排涝泵站在高洪水位时,因所安装的半调节轴流泵超过最大工作扬程而不能开机运行,而此时往往又是烷内暴雨成涝而急待排水。1988年秋汛秋涝中,常德地区曾有4万kW半调节轴流泵机组超过水泵机组最大可能工作扬程(9m)而停机排水4天,造成受涝农田     

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。     

考虑Copula-LM-HMS耦联的台风情境下大坝洪水漫顶风险率计算

气候变化下台风风暴潮出现频次增加,形成的暴雨洪水对水库大坝安全产生极大威胁。由于部分地区实测流量资料缺少,基于雨量资料的随机模型与水文模型耦合模拟洪水过程线的研究亟待发展。针对现有小流域流量资料缺少问题,研究了基于降雨随机模型与水文模型的Copula-LM-HMS耦联模型,来模拟入库洪水并计算水库大坝洪水漫顶风险率。该模型通过Copula函数与拉丁超立方-蒙特卡罗抽样（Latin Hypercube-Monte Carlo Simulation）生成流域多组7日降雨数据,并通过变倍比放大法缩放处理得到相应降雨序列,利用HEC-HMS水文模型模拟洪水过程线并结合调洪演算得到坝前最高水位,同时考虑风浪作用来模拟台风情景下的库水位变化情况,计算大坝洪水漫顶风险率,并分析不同组合条件对洪水漫顶风险率的影响。余姚市四明湖水库实例分析表明,构建的Copula-LM-HMS耦合模型计算得到的拦河坝在未来台风情境下无漫顶风险,自溃坝最小漫顶风险为0.22%,最大漫顶风险达到2.68%;洪水漫顶风险与降雨分布及起调水位有关,同时风浪作用对洪水漫顶风险影响较大。基于耦合模型进行中小流域洪水漫顶风险率计算,...     

淮河三河尖水位站特征水位分析研究

特征水位是防汛预警决策的重要依据.近年来,淮河三河尖水位站经常出现大范围、长历时的水位超警,现有的特征水位已逐渐不能适应当前防汛工作需要.采用上下游水面线分析、水力学法、水位过程线对比分析和最高水位年频次分析等方法分别得出相应的特征水位,综合考虑堤防超高、特征水位确定原则以及抗洪抢险联动性等因素,提出更为合理可行的特征...     

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.     

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。     

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。     

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...     

沮漳河下游洪水遭遇地区组成规律

漳河水库由观音寺和鸡公尖两个水库以明槽渠道组成，涉及入库洪水的两个来源，而为下游防洪又涉及到与水库坝址至两河口区间及沮河洪水的组成遭遇。沮漳河为长江的一级支流，对长江防洪安全有一定的影响作用，为了确保水库及其下游防护区的安全，必须研究洪水的地区组成，为防洪错峰及安全调度提供设计依据。通过F检验法及t检验法来进行回归方程及相关系数的检验，证明回归方程是显著的，相关也较密切，可用于生产实际。     

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。     

三道湾水电站正常溢洪洞及泄洪排

试验表明，三道湾水电站原设计存在以下问题：泄洪排沙洞单独全开运行工况下，其进口上方存在贯通性吸气漏斗漩涡；正常溢洪洞进口侧收缩十分严重，泄流量不足，闸后存在水翅、折冲波等不良流态，下游消能效果不佳；针对实际情况，试验通过在泄洪排沙洞进口增设消涡格栅，在正常溢洪洞进口设置椭圆形导墙、延长闸后收缩段，下游采用扩散挑流消能等措施，很好地解决了上述问题。