线状建筑物分洪区洪水演进数值摸拟

冰湖溃决洪水演进模拟

洪水风险图是进行洪水风险分析,预防洪涝灾害的有效技术手段。文章基于mike21fm模型开展淮河流域泉颍片（豫）防洪保护区洪水演进仿真模拟研究,获取淹没水深、历时、到达时间、最大流速等洪水风险信息,结果表明该模型计算效率高、稳定性好、模拟精度高、模拟结果合理,成果可为淮河流域泉颍片（豫）防洪保护区的防汛救灾工作提供技术支撑。

洪水风险图是进行洪水风险分析,预防洪涝灾害的有效技术手段。文章基于mike21fm模型开展淮河流域泉颍片（豫）防洪保护区洪水演进仿真模拟研究,获取淹没水深、历时、到达时间、最大流速等洪水风险信息,结果表明该模型计算效率高、稳定性好、模拟精度高、模拟结果合理,成果可为淮河流域泉颍片（豫）防洪保护区的防汛救灾工作提供技术支撑。

景洪水电站泄洪建筑物设计——文章简要介绍了景洪水电站泄洪消能方案的选择、“宽尾墩一消力池”新型联台消能工在本工程中的应用以及主要泄洪建筑物的设计　　

高含沙洪水通过黄河下游河道时往往发生严重淤积,因此,数值模拟研究高含沙洪水的演进过程,对理论研究及实际工程需求均具有重要意义。以往的泥沙数学模型通常不考虑高含沙量对水流控制方程的影响,而这将会影响高含沙洪水演进过程的模拟。本文建立了黄河下游高含沙洪水演进过程的一维非恒定非均匀沙数学模型,该模型不仅在水流控制方程组中采用浑水的连续方程与动量方程,而且通过引入滩槽划分及\"二级悬河\"处理等技术考虑黄河下游复杂地形下的水沙演进。以1977年的典型高含沙洪水过程为例,分析高含沙量对洪水演进的影响,并率定出模型中的恢复饱和系数、不饱和系数等关键参数。将率定后的模型参数应用于1992年下游实测洪水的模拟,验证模型的适用性。计算结果表明:考虑高含沙的影响后,洪峰流量、水量、传播时间的模拟误差减小,说明在数值模拟高含沙洪水的演进中有必要采用浑水控制方程。

考虑沟渠倒灌、退水对防洪保护区溃堤洪水演进的影响,采用有限体积法建立了防洪保护区的二维洪水演进模型,分别采用二阶tvd格式和二阶runge-kutta方法对计算区域的空间离散和时间离散求解,定量分析了溃口宽度和沟渠倒灌、退水对防洪保护区洪水演进及淹没范围的影响,并用水面线平铺得到的淹没线对模型计算淹没范围进行了验证。研究表明:溃口宽度每增加50m,区内蓄洪量相差8%左右,溃口越宽,水位上涨越高,但最大水深随时间的变化不明显,淹没范围的变化率较小,最大淹没范围相差约1.8%;沟渠退水和支流倒灌的作用非常明显,最大蓄洪量和最大淹没范围相差60%以上。与溃口宽度增大相比,沟渠倒灌、退水会造成更大的淹没损失。

结合地理信息系统(gis)技术和三维仿真图示技术,探讨了基于gis的河道、蓄滞洪区洪水演进可视化仿真技术原理与方法,分析了洪水演进可视化模型的建立过程,设计出河道、蓄滞洪区洪水演进系统的总体结构及开发模式,并介绍了系统具体功能的实现.本仿真模型在实例中得到了成功的应用,可为防洪减灾决策提供快捷、直观形象的信息支持.

采用无结构不规则网格技术对滞洪区地形进行自动剖分,根据三维流体动力学方程建立了适合滞洪区计算的一、二维洪水模拟模型,将地形条件概括为地面型通道、河道通道、特殊型通道和连续堤或缺口堤4种通道对方程进行了离散,利用天津市大清河滞洪区的实测资料对模型进行验证,结果吻合较好,并模拟了百年一遇洪水在本滞洪区的演进情况.为防洪减灾和经济发展提供了可靠的依据.

在对定西市安定区区域暴雨特性、洪水特性进行系统分析的基础上,根据区域水文测站分布情况确定了洪水分析与计算参证站;通过对参证站实测洪水系列资料计算结果与地区经验公式法、主要站洪峰流量特征值法计算结果的比较分析,提出采用经验公式法计算设计洪水,很好地解决了东河灌区设计中建筑物设计洪水的计算问题。

洪水演进作为模拟河道洪水的主要手段,在实际工作中得到越来越多的重视与应用。本文针对桂江平乐县城的河网特点,利用四点加权隐式差分格式对圣维南方程组进行离散,分别从上游的漓江、荔浦河、恭城河等三条河流洪水演进到平乐城区,求解各种频率、各种组合、各种设计洪水状况下,模拟防洪工程各种堤线布置状态下的洪水情况,从验证和计算的结果来看,水位、流量、流速都与实测值,以及沿程的历史调查洪水相吻合,从而为防洪堤结合城市建设而又科学的布置提供了依据。

南水北调中线工程运行阶段的风险是工程管理者关注的焦点之一。以往的研究只单纯考虑水文不确定性或工程结构不确定性,研究结果也只提供交叉建筑物在其设计基准期内的风险概率,不能给出不同洪水条件下的工程风险,对运行阶段的风险管理意义不大。通过综合考虑水文不确定性和工程结构不确定性,提出适用于交叉建筑物在各种洪水条件下的失效风险计算模型,该模型可以给出交叉建筑物在各种洪水条件下的失效风险。以河南省境内湍河梁式渡槽为例,建立渡槽失效故障树以及各种失效模式的极限状态,给出了一套可适用于渡槽水毁失效风险估算的方法。

在收集大量地形及水文资料的基础上,对小清河分洪区的水流运动进行了二维数值计算,分析了洪水的运动及滞蓄规律,评价拟建工程对分洪区的防洪影响,评价结果表明:拟建工程对分洪区的蓄洪、滞洪影响很小。

西辽河发生大洪水 台河口水利枢纽成功分洪 ●潘福雄 今年8月1日，内蒙古自治区西南部的赤峰地 区，受副热带高压和暖湿气流的影响，西拉木伦河 上游山区突降暴雨，平均雨量740毫米，其中克什 克猎旗士城子降雨达97毫米，翁牛特旗广禧公镇 25分钟内降雨50毫米。由于降雨集中，强度大，造 成山洪暴发，西拉木伦河水位猛涨，8月2日l2时 西拉西庙站出现了有记载以来的最大洪水，洪峰流 量达l970立方米每秒；同日22时洪峰到达台河口 站，流量为17l8立方米每秒。这次洪峰如果全部进 入西辽河，势必造成下游地区的严重灾害。内蒙古 自治区防汛指挥部根据洪水情况，精心调度，运用 今年讯前刚刚完成主体工程的台河口分水闸，向新 开河分洪618立方米每秒，大大减轻了下游干流河 道堤防的防洪压力。 台河vi水利枢纽是西辽河流域防洪体系中的关 键工程，由西拉

南水北调中线总干渠在河南省安阳市穿越洪河,其交叉建筑物形式为倒虹吸,且交叉工程上游有急流从五六渠下泄旁侧入汇。文中讨论了旁侧入汇的五六渠消力池段水跃区水流间断性问题,提出了一种在明渠流动中简化的水跃区数值模拟方式。通过建立平面二维数学模型,对洪河交叉工程河段进行了平面数值模拟,对交叉工程河段洪水特性进行了专题研究。模拟结果表明这种简化处理方法实用可靠,能够反映水跃区水深共轭关系与能量损失关系,较好解决了五六渠急流入汇的水流模拟问题。

编制洪水风险图是落实防汛工作从\"控制洪水\"向\"洪水管理\"转变和开展洪水风险管理的重要基础支撑,也是国内防洪减灾工作中重要的非工程类措施之一.洪水风险图编制是一个复杂的过程,涉及的基础资料较多,所需考虑的要素复杂,而洪水分析方案的设置是洪水风险图编制中至关重要的部分,关系到洪水风险图编制结果的实用性.本文以赣抚大堤防洪保护区为例,从洪水来源、洪水分析频率、洪水组合方式、可能溃口位置、溃口宽度、溃决时机等方面,并权衡实用性和易用性对设计方案优化组合,简述赣抚大堤洪水风险图编制过程中洪水分析方案的设置规则,为江西省及其他地区全面开展洪水风险图编制提供参考.

对于河道宽滩区修建的风电场工程,其风机塔筒群的阻水作用可能会对所在河段的洪水演进及河势稳定有所影响,必须予以了解和评估。本文基于mike21软件,建立了某风电场所在河段的二维平面水动力数学模型,并对模型进行了验证。在验证洪水条件下,特征断面模拟水位与设计水位的相对误差均小于1%,表明模型阻力参数设置比较可靠。对风电场所在滩区的水流阻力进行了概化处理,然后运用模型开展了风电场工程建设前、后两种条件下设计特征洪水的数值模拟,得到了该河段在设计特征洪水演进过程中的水深、流速等数据。通过对比分析工程壅水及主流线位置变化可知,该滩区风机塔筒群引起的工程壅水较低、流速变化较小、主流线位置变化不大,不会引起该河段河势的明显变化。研究成果对滩区风电场工程规划设计具有一定的参考价值。

对于河道宽滩区修建的风电场工程,其风机塔筒群的阻水作用可能会对所在河段的洪水演进及河势稳定有所影响,必须予以了解和评估。本文基于mike21软件,建立了某风电场所在河段的二维平面水动力数学模型,并对模型进行了验证。在验证洪水条件下,特征断面模拟水位与设计水位的相对误差均小于1%,表明模型阻力参数设置比较可靠。对风电场所在滩区的水流阻力进行了概化处理,然后运用模型开展了风电场工程建设前、后两种条件下设计特征洪水的数值模拟,得到了该河段在设计特征洪水演进过程中的水深、流速等数据。通过对比分析工程壅水及主流线位置变化可知,该滩区风机塔筒群引起的工程壅水较低、流速变化较小、主流线位置变化不大,不会引起该河段河势的明显变化。研究成果对滩区风电场工程规划设计具有一定的参考价值。

由于我国的防洪措施不完善,人口密度相对较大,洪水发生时会造成严重的损失。如何合理的对河道进行设计,计算河道的洪水水位,预测洪水的演进路线和破坏力,对抗洪抢险有着重要意义。随着数值模拟在水利工程中的应用,对水力特性研究和洪水演进提供了较好的模拟数据。以公路桥到水利枢纽间的44km河道为研究对象,首先建立了浅水运动控制方程,并对该方程进行离散化。随后采用mike11hd和hec-ras两种差分格式对洪泛区河道行洪能力进行数值模拟,分析了两种软件计算水位情况。研究表明:由于两种软件的水力半径不同,hec-ras软件的计算水位较高。

洪水是自然界中常见的灾害,我国南方地区洪水频发,对当地经济和社会造成了巨大影响。虽然尚未有一种有效管理洪水的手段,但是可以通过合理的措施将损失最小化。采取何种工程措施,必须参考准确的洪水要素信息,因此洪水演进模型演进和仿真显得十分必要。由于仿真过程中需要许多地理空间数据,目前一般采用gis技术辅助洪水演进模型仿真。提出了水力学洪水演进模型,包括水面模型、二维洪水仿真模型;并对研究区域进行网格化处理,并利用有限元法对其进行仿真研究,得出了研究区域的水流、水分、淹没区域云图。

由于我国的防洪措施不完善，人口密度相对较大，洪水发生时会造成严重的损失。如何合理的对河道进行设计，计算河道的洪水水位，预测洪水的演进路线和破坏力，对抗洪抢险有着重要意义。随着数值模拟在水利工程中的应用，对水力特性研究和洪水演进提供了较好的模拟数据。以公路桥到水利枢纽间的44km河道为研究对象，首先建立了浅水运动控制方程，并对该方程进行离散化。随后采用mikellhd和hec-ras两种差分格式对洪泛区河道行洪能力进行数值模拟，分析了两种软件计算水位情况。研究表明：由于两种软件的水力半径不同，hec-ras软件的计算水位较高。

基于abbott六点中心隐式差分格式的河道一维非恒定水流模型和平底宽顶堰堰流公式计算堤防溃口流量过程,构建了根据非结构网格的有限体积法离散的二维水动力模型,并模拟了堤围内洪水过程,计算了变电站站址处溃堤设计水位,采用水量平衡法验证了二维水动力模型的计算结果。实例结果表明,水动力模型可为堤围内变电站的设计提供可靠的技术支持,供借鉴。

以乐昌峡水利枢纽工程坝下防护范围为研究对象,建立了水库下游河道及两岸淹没区一、二维联解洪水演进水流数学模型。采用室内实验数据对模型数值计算结果进行率定和验证,结果表明所建模型具有较高的计算精度和可靠度。针对工程动库调洪演算成果,选取典型洪水下的不同防洪调度方案进行了模拟计算,给出了各工况下水库下游河道沿程各特征断面的洪水风险信息,为进行淹没区的洪灾损失评估及相应的防洪调度决策提供了必要的参数和依据。