基于二维水动力模型的溃坝洪水数值模拟研究

【目的】研究水库溃坝洪水影响。【方法】以辛庄水库为例,通过建立二维水动力模型,模拟了不同溃决方案下溃坝洪水演进过程,计算了下游高速铁路处淹没水深、流速、冲刷深度等,分析了溃坝洪水对下游高速铁路的安全运行影响。【结果】水库未溃决时,溢洪道最大下泄洪水能够正常通过铁路涵洞,对下游工程影响较小;水库大坝正面溃决的影响要比侧面溃决的影响大,下游部分铁路路基顶面过水,影响铁路正常运行;大坝溃决后最大流速是未溃决时的2.15～2.48倍,涵洞处最大冲刷深度是未溃决时的1.56倍。【结论】二维水动力模型可较好的模拟溃坝洪水演进过程和淹没范围,研究成果可为水库溃坝洪水灾害预防提供参考和数据支撑。     

受上游水库溃坝影响的德泽水库安全风险分析

首先基于水库瞬时全渍的假设,采用简算法对上游水库的渍坝洪水进行计算,并计算出上游水库至德泽水库的区间洪水,然后研究了上述2个分区洪水的组合遭遇,最终得到受上游水库渍坝影响的德泽水库坝址断面的洪水过程。结果表明：上游水库的溃坝,一般情况下不会对德泽水库构成威胁。进行的研究为德泽水库的安全设计提供了重要依据。     

梯级水库群洪水溃坝模拟

以某河流的7个梯级水库为研究对象,合理地拟定各梯级水库不同大坝类型(土石坝、拱坝、混凝土重力坝)的溃决形式、溃口发生过程及形态,针对各类型水库漫顶即溃坝和土石坝漫顶溃坝,拱坝、重力坝漫顶过流不产生溃坝两种极限状态,运用Dam Break溃坝模型原理,计算主汛期超标准洪水和后汛期超标准洪水时梯级水库的连锁响应以及溃坝洪水向下游库群的演进过程.分析流城内各水库清坝发生的因果关系,并得出各水库溃坝发生的相对时间及各特征断面的最高水位、流量等特征值.汛期超标准洪水时流城梯级水库的溃坝模拟分析结果,为降低大坝风险、制定应急预案和防灾减灾提供了科学的决策依据.     

基于EFDC模型的清河水库溃坝洪水演进模拟

大坝安全事关水库的防洪、发电、灌溉等效益,更关系着人民群众的生命财产安全。分析水库溃决洪水影响,可为水库防洪风险管理、灾害评估、抢险预案等提供重要的技术支持。以清河水库为例,采用DAMBRK模型分析不同情景溃坝洪水过程,应用高分辨率DEM数字高程模型提取研究区域的格网地形数据,基于EFDC水动力模块建立清河下游洪水演进水动力模型,模拟了淹没水深、淹没范围和淹没历时等洪水风险要素,为清河水库下游地区的防洪减灾决策提供技术支撑。     

一维模型模拟局部溃坝洪水方法的合理性验证

用一维非恒定流数学模型进行局部溃坝水流模拟计算时,由于坝址断面的水流存在间断,溃口处的流量不能通过模型本身算出,须引用水力学中的堰流流量公式。为验证宽顶堰流流量计算公式用于局部溃口流量过程计算的合理性,本文采用平面二维数学模型对其进行了验证计算。一维数学模型与二维模型计算得到的溃坝流量过程符合良好,流量峰值差值在 5%以内,与局部溃坝坝址最大流量计算经验公式结果也很接近。表明一维数学模型模拟局部溃坝时,溃口断面处的流量采用一般宽顶堰流量计算公式是可行的。     

查干木伦河"7·25"特大暴雨洪水影响分析

为分析查干木伦河2011年"7·25"特大暴雨洪水对德日苏宝冷水库防洪产生的影响,本文采用1957—2015年洪水系列,并将"7·25"洪水作为历史特大洪水考虑,对坝址设计洪水成果进行了全面复核分析,重新提出了较为合理的最新设计洪水成果,复核结果表明德日苏宝冷水库设计洪水发生了大幅度变化.     

基于人工神经网络的水库溃坝生命损失估算模型及应用

传统的生命损失估算方法未能考虑致灾因子的非线性及其相互作用,本文建立了基于人工神经网络的水库溃坝生命损失估算模型。该模型综合考虑了风险人口、洪水严重程度、警报时间、洪水严重性理解程度和库容、坝高、溃坝发生的时间、下游坡降、与大坝的距离、下游建筑的抗冲能力等影响因素。其中,洪水流速、水深、淹没范围等关键水情信息的获取采用耦合VOF的k-ε模型。以深圳市公明水库为例进行了研究,估算了不同情况下的溃坝生命损失,为区域防灾减灾提供了理论基础。     

实时交互的多分辨率洪水演进模型

提出了多分辨率洪水演进模型、粗放洪水演进模型和精细洪水演进模型的概念。应用ESRI的ArcGISEngine作为构建洪水演进模型的平台,详细分析了构建粗放洪水演进模型和精细洪水演进模型的基本原理和方法,并设计出了具体的粗放洪水演进模型和精细洪水演进模型。最后应用统计分析的方法得出：本系统计算出来的水库库容和淹没面积的结...     

芭熏河一级水电站设计洪水复核研夯

针对芭蕉河流域无实测水文资料的情况，将邻近的凄水干流鹤峰水文站作为设计洪水分析研究的参证站，对历史洪水、洪水特征、暴雨特性、坝址地理参数等进行了分析，选取流量途径和暴雨途径2种方法推求了坝址处的设计洪水，对设计洪水成果进行了分析，并将成果与可行性研究阶段的成果进行了分析比较。对设计洪水的计算、分析与研究，为芭蕉河一级水电站安全鉴定、防洪评价奠定了基础，研究方法为类似的工程提供了参考，具有一定的实用性与借鉴意义。     

芭蕉河一级水电站设计洪水复核研究

针对芭蕉河流域无实测水文资料的情况,将邻近的溇水干流鹤峰水文站作为设计洪水分析研究的参证站,对历史洪水、洪水特征、暴雨特性、坝址地理参数等进行了分析,选取流量途径和暴雨途径两种方法推求了坝址处的设计洪水,对设计洪水成果进行了分析,并将成果与可行性研究阶段的成果进行了分析比较。本文对设计洪水的计算、分析与研究,为芭蕉河一级水电站安全鉴定、防洪评价奠定了基础,研究方法为类似的工程提供了参考,具有一定的实用性与借鉴意义。     

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。     

棉花滩水库分期设计洪水研究及地

结合汀江流域雨洪变化规律，主要用均值变点分析方法对棉花滩水库进行分期确定了分期时段，并用多种方法对比研究。根据流域资料用流域面积内差计算出坝址分期设计洪水，并与全年最大值设计洪水进行对比分析，引进组合频率概念推导两者之间的量化关系。为了考虑水库建成后调洪对下游设计断面工程防洪后果的影响，拟定不同的地区组成方案进行分析，计算相应的分期设计洪水。     

基于MlKE11水动力模型的大洋河丹东有堤段行洪能力分析

河道现状行洪能力是河道所在地区防洪安全的核心,也是防汛主管管部门汛期指导防汛的重要依据。为分析大洋河丹东有堤段的行洪能力,采用水动力模型MIKE11计算、模拟河道及河网的一维洪水演进过程,准确判断其行洪能力,为保护沿岸居民防洪安全提供理论基础。     

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。     

HEC-HMS模型在四川省清溪河流域山洪预报中的应用

山洪灾害往往给山区人民生命财产、自然环境等造成了极大的损害,降低山洪灾害的有效途径之一是实现基于降雨径流模型的实时预报预警系统。选取四川省山洪易发流域-清溪河流域为研究区,通过GIS技术,结合流域DEM、土壤及土地利用数据提取流域信息,构建HEC-HMS降雨-径流模型进行流域山洪预报。根据降雨径流形成过程,分别采用SCS-CN曲线法、SCS单位线法、指数退水法和马斯京根法进行计算产流、坡面汇流、基流和河道汇流四个部分。选取6场洪水进行模型参数的率定,4场洪水进行模型验证。模拟结果表明:Nash效率系数均值为0.792,相关系数均值为0.84,峰现时差均在3 h以内,合格率为90%,该模型对清溪河山洪预报具有较好适应性,可为四川省中小河流域山洪预报提供借鉴和参考。     

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。     

洞坪拱坝泄洪随机振动分析

采用三维有限元随机振动法对洞坪拱坝泄洪诱发振动进行了较为深入的研究。分别探讨了设计洪水和校核洪水情况下洞坪拱坝泄洪期间的振动响应特征和规律，考察了拱坝的抗振安全性，进而探讨提高洞坪拱坝抵抗泄洪振动的工程措施。