山丘区中小流域洪水管理研究

山丘区中小流域洪水呈现洪峰高、冲击力大的特点,而山丘区防洪保护区纵深小,防洪工程战线长,因而导致防洪工程投资相对较高,但工程投资效益又相对较小。针对这一实际情况,对国内外洪水管理的理论和方法进行了系统的梳理和分析,结合山丘区中小流域的实际情况,从洪水管理对象、防洪标准适用度以及蓄滞洪空间和工程运行管理的角度,提出了适用于山丘区中小流域洪水管理的方法和措施。以期为类似流域的洪水管理提供参考与借鉴。     

基于分布式水文模型的内蒙古自治区小流域洪水分析技术研究与应用

山丘区在经历短时强降雨时,极易暴发山洪,由于内蒙古自治区小流域水文资料匮乏,导致其预报难度大。对内蒙古自治区全部小流域进行整合分析,重新划分了5 935个小流域分区作为洪水预报分析单元,针对不同下垫面和气候条件分析各小流域分区的产汇流特性,以分布式水文模型集群为主对小流域洪水进行分析研究。选取锡伯河试点流域进行应用分析,在该试点流域内洪水模拟预报精度良好,能够满足地区小流域洪水预报预警需求。此研究成果可逐步在内蒙古自治区范围内进行试用推广,为全区防洪减灾提供科学依据。     

HEC—HMS模型在洪水模拟中的应用

以兰陵县小南湖流域为研究对象,利用HEC-HMS软件建立山丘区流域半分布式水文模型,进行小流域洪水产汇流计算。结果表明:该模型对小南湖流域洪水模拟具有较好的适用性,提出的参数率定和建模方法可为其他小流域洪水模拟提供参考。     

山丘区小流域洪水风险模型研究及应用

一维水动力演进模型能快捷进行长河段洪水演进预报,二维演进模型能准确进行山丘区小流域水流运动的模拟,提供洪水淹没范围、淹没深度等信息。基于一维、二维演进模型的不同特点,提出基于无结构化网格划分流域计算网格的一、二维耦合山丘区小流域洪水风险分析模型。利用该模型对太平溪流域P=10%设计暴雨条件下的洪水进行模拟分析,制作该设计暴雨条件下太平溪流域的洪水风险图,并通过耦合模型分析、风险图成果利用,研究太平溪流域的洪水风险因素,提出洪水风险应对对策及措施。利用耦合模型进行洪水风险分析,将成为山丘区小流域洪水风险管理的一项重要技术支撑。     

FFMS模型与HEC-HMS模型在暴雨洪水预报中的应用比较

针对小流域暴雨洪水预报难的问题,利用模块化小流域暴雨洪水预报FFMS(Flash Flood Modul Simulation System)模型和HEC-HMS(Hydrologic Engineering Center Hydrological Model System)模型,以河南栾川、韩城及辽宁郝家店、梨庇峪4个山丘区小流域为例,对比分析了4个流域的暴雨洪水预报过程,以洪峰相对误差、峰现时间误差以及纳什系数等为评价准则,比较和分析了2个模型的预报精度和适用性。实例验证结果表明:虽然2种模型均能实现小流域暴雨洪水的预报,但从3个评价准则的结果来看,FFMS模型的预报精度优于HEC-HMS模型。研究成果证明了FFMS模型在山丘区小流域暴雨洪水预报中的有效性和可行性,可以在类似山丘区小流域暴雨洪水预报中进行推广应用。     

小流域新建工程防洪影响评价实例

抚顺地处山区丘陵地带,行政区内流域多属山丘区河流。流域内新建工程,对本流域的防洪势必产生不同程度的影响,对新建工程进行防洪影响评价非常重要。本文通过实例介绍了小流域新建工程的防洪影响评价方法。     

南陵县七星河治理工程水文分析

七星河是南陵县山丘区中小流域典型的山溪性河流,其洪水特点是汇流时间短、陡涨陡落、峰型尖瘦。该流域无实测水文资料,本文根据地形特征,依据暴雨等值线图及安徽省山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法,借助水文学与水力学计算,分析七星河设计洪水,为河道治理工程提供设计依据。     

小流域防洪对策研究

小流域洪水灾害在全流域洪涝灾害损失中所占比重日益增大,且易诱发滑坡、泥石流等山洪灾害,已成为当前防汛工作关注的重点之一.小流域洪水具有汇流快、破坏性强、极易诱发山地灾害和灾后恢复困难的特点,小流域防洪存在的防洪标准低、洪水出路不足;违章设障严重,管理难度大;工程险工隐患多,白蚁危害严重;预报预警系统不完善;防灾意识不强等问题.提出了防御小流域洪水的应对措施.     

瑞安市山区小流域防洪存在的问题及其应对措施

小流域洪水具有汇流快、破坏性强、极易诱发山洪灾害和灾后恢复困难等特点。分析了瑞安市小流域防洪存在水土流失严重及防洪标准低与洪水出路不足等问题,提出了防御小流域洪水应坚持规划先行,统筹治理等应对措施。     

戍浦江藤桥小流域防洪调度和演变的研究

为了解决戍浦江藤桥小流域洪涝灾害、洪水汇流、山区洪水分析,通过流域洪水演进模型建设、模型应用场景、工程调度应用场景建设等,形成了流域洪水综合预报调度系统。该系统通过流域洪水演进模型,建立“预测-预演-预案-预警”洪水分析,实现系统性的研判、预报、报警过程,增强戍浦江流域藤桥小流域防汛应急能力,提升流域防洪调度能力,保障戍浦江两岸人民群众生命财产安全。     

HEC-RAS模型在二维溃坝洪水研究中的应用

为准确模拟大坝失事后溃坝洪水的下游演进,运用HEC-RAS二维水动力学模型,修正面板坝溃口发展曲线,设计两种闸门开度的小井沟面板坝漫顶溃坝工况,模拟水库泄洪影响下溃坝洪水的下游演进并生成相应的洪水风险图、最大流速分布图、滞留时间图。研究结果展现了溃坝洪水在中下游平原丘陵地区的泛滥情况、洪水风险的分布差异以及水库泄洪对溃坝洪水的影响。分析得出不同闸门开度下溃坝洪水在中下游平原丘陵地区的淹没水深和范围差异明显,最大流速和洪水滞留时间区别不大, 说明水库全力泄洪能有效降低溃坝洪水对下游人员聚居的平原地区的危害。研究成果对后续的人员疏散和损失估计具有重要参考意义。     

基于试验流域的季风区洪水特性及其水文模拟

根据我国安徽省5个试验流域的实测资料,分析了各流域场次洪水的特性,并利用TOPMODEL模型对各流域进行次洪模拟,进一步探讨该模型在我国东部季风区洪水预报方面的适用性。结果表明:安徽省各试验流域场次洪水的降雨量-径流深散点均呈现较好的正相关性,降雨量随着海拔的升高而增大,山区的径流系数大于平原丘陵区;面积最小的瓦屋刘流域对暴雨的响应最为敏感,孙村流域场次洪水的洪峰模数差异最小、起涨时间最长,黄山流域场次洪水的历时最久;随着海拔的升高,流域地形指数的平均值逐渐增大,同时各流域面积占比最大所对应的地形指数逐渐减小;地形指数标准差越大的流域,土地利用类型也越丰富;TOPMODEL模型总体上可以较好地模拟安徽省各试验流域场次洪水过程,且对大流量的捕捉效果优于小流量,对天然流域的模拟效果优于人类活动扰动的流域。     

新安江流域abcd水量平衡模型及参数敏感性分析

abcd水量平衡模型在国外得到了广泛应用,但在国内应用基本处于空白状态。为了探究该模型在我国中小流域应用的适应性及有效性,在介绍abcd模型的原理及结构的基础上,将其应用于新安江流域的径流预报模拟。在国内首次对abcd模型的4个参数进行敏感性分析,采用单变量法和多变量法分别探讨模型的性能指标对参数变化的响应程度。结果表明:校验阶段汛期与非汛期Nash确定性系数(Nash-Sutcliffe efficiency, NSE)分别为0.929和0.863,表明拟合程度较高;参数敏感性分析对于提高abcd模型参数率定的效率和精度具有显著意义;单变量法与多变量法结果相近,NSE对参数c最为敏感。通过对比径流模拟值与实测值,得出该模型模拟精度高、具有较高的适应性,能够广泛应用于我国中小流域。     

时空变源混合产流模型及其在小流域洪水模拟中的应用——以四川省、甘肃省的4个小流域为例

近年来山洪灾害造成的人员伤亡和财产损失不断增加,基于GIS和遥感数据的水文模型为山洪预报提供了新的思路。利用DEM和遥感数据提取小流域基础属性并划分地貌水文响应单元,利用垂向混合产流计算产流量,采用包气带非饱和土壤计算下渗,建立垂向上的时空变源混合产流模型。利用时空变源混合产流模型,模拟四川省和甘肃省4个流域多场次洪水过程,通过SCE算法进行参数率定和产流分析。结果表明:模型模拟与实测数据基本吻合,纳什效率系数均超过0.8;四川和甘肃两省小流域受到下垫面信息影响,主导产流成分不同。模型能够提供较为精确的山丘区流域洪水预报。     

SCS模型在山区小流域山洪灾害预报预警中的适用性分析

预报预警是山洪灾害防治中重要的非工程措施,是防灾减灾救灾的关键环节。选取分别代表秦巴山地水资源保护区、西南地震作用区、喀斯特地区、黄土高原超渗产流区、东南沿海台风影响区的湖北省丹江口官山河流域、四川省都江堰白沙河流域、贵州省望谟县望谟河流域、陕西省子洲县岔巴沟流域、广东省高州市马贵河流域这5个典型流域,通过构建改进的SCS模型进行历史山洪模拟,探讨该模型在小流域暴雨山洪预报预警中的广泛适用性。结果表明:基于SCS模型构建的小流域暴雨山洪预报方案中官山河、白沙河、望谟河、马贵河方案均为乙级方案,可用于正式发布预报;岔巴沟为丙级方案,可用于参考性预报。SCS模型在5个典型示范区的洪峰流量预报精度普遍在80%左右,高于我国山洪灾害洪峰流量预报平均水平(40%)。总体来说,SCS模型对各类典型流域的山洪模拟效果较好,能够用于山洪灾害预报预警业务。SCS模型结构简单,参数少,特别适用于无资料地区推广应用。     

西三洼洪水演进数值模拟及洪水风险分析

为模拟西三洼蓄滞洪区洪水演进,对其洪水风险进行分析,以一、二维非恒定流控制方程为基本理论,采用有限体积法,结合西三洼地形资料及大清河流域水文资料,建立一、二维耦合的洪水演进数学模型。采用63·8洪水实测资料对模型进行验证,结果基本吻合。对不同工况及重现期下的设计洪水进行洪水演进模拟计算并绘制洪水风险图。研究表明:该模型可模拟西三洼蓄滞洪区各分洪口门开扒时间、各时刻淹没面积、淹没水深及滞洪量等水情信息及其变化过程;规划情况(增加安全区)的滞洪总量大于现状情况滞洪总量;发生百年一遇洪水时,西三洼蓄滞洪区77%地区都遭受洪水侵害,其中57%区域为危险区,11%区域为重灾区,5%区域为中灾区。研究成果可为防汛部门制定科学合理的防洪减灾规划提供参考依据。     

基于TELEMAC-2D模型的深圳洪涝风险评估

基于TELEMAC-2D模型构建深圳市深圳河流域洪涝仿真模型,选取两场实测暴雨(20180607和20180916)的内涝淹没资料对模型进行验证,结果表明所构建的模型具有较好的可靠性和精度。采用构建的仿真模型模拟暴雨重现期为50年一遇、雨峰系数为0.4条件下,降雨历时分别为30min、60min、90min和120min4种情景下洪涝发生的过程,获取积水深度、积水面积和流速等致灾因子,考虑不同流速和积水深度组合情境下对深圳河流域进行内涝风险评估。结果表明:随着降雨历时的增加,积水深度、积水面积和流速均增大；根据积水深度和流速对深圳河流域进行洪涝风险分区,中高风险区面积随着降雨历时的增加不断增大；中高风险区占流域总面积比例较小,但容易出现人员伤亡和财产损失,当出现中高风险区时,应及时发布信息,积极采取应急减灾措施。     

重庆市山洪灾害空间分布规律及影响因素研究

揭示重庆市山洪灾害发育规律可进一步指导山洪灾害防治工作。根据2013~2015年度重庆市山洪灾害调查成果,结合影响山洪灾害发生的地貌、高程、坡度、降雨及河网密度因素,探讨了山洪灾害空间分布规律。结果表明,200 m高程、15°坡度以下的低海拔小起伏山区与丘陵区和1 000~1 300 mm降雨区是山洪灾害高发区,随河网密度增加,山洪灾害频率增多。另外,长江干流沿线和主要支流区是山洪灾害高发区,境内华蓥山系、方斗山、铁峰山及七曜山斜坡-河谷带是山洪灾害的次高发区,渝东北等高海拔区山洪灾害低发。由此得出,重庆市山洪灾害发育受地形、降雨及河网密度等多因素叠加影响,境内长江干、支流沿线是山洪灾害重点防治区。研究成果可为重庆市灾害防治工作提供一定数据与技术支撑。     

基于DELFT3D HM模型的苍海湿地公园洪水淹没模拟研究

洪水淹没情景受区域洪水流量、河床地形变化、河道工程运行调度等多因素影响,对于洪灾情景的确定,是开展河道与滩区治理研究以及进行防洪设计和滩区功能定位的前提条件。为此,以苍海湿地公园区域为例,利用Delft3D HM模型建立起二维洪水演进模型,进而模拟洪水淹没过程。模型采用P=20 a一遇洪水历史资料进行验证,结果合理;采用P=50 a一遇洪水对苍海湿地公园流域内洪水淹没过程进行了模拟,得到了实时淹没范围、最大淹没区域、水位变化过程等洪涝区内的特征水力要素信息。成果为该区域内的防洪规划和实时洪水预报提供理论参考,同样为后期洪涝区内水质提升工程提供可靠参数。