溃坝洪水的数学模型应用

根据溃坝洪水传播和运动的特点,采用守恒性较好和能够捕捉间断波的有限体积法,建立了一个包括上游库区洪水演进、溃坝过程和下游淹没影响区洪水演进的溃坝洪水数学模型,并采用经验公式和实验结果分别对溃口流量和二维溃坝洪水传播进行了验证.利用所建立的数学模型对某水库溃坝洪水演进和传播过程进行了模拟计算,溃口流量变化过程、坝上水位变化、溃坝洪水淹没过程和水量守恒等结果分析,表明所建立的溃坝洪水数学模型能较好地模拟洪水从库尾向坝址的传播以及溃坝洪水在下游淹没影响区的演进过程,并且模型计算结果完全能满足水量守恒,可以用于实际工程计算.     

台风暴雨影响区溃坝洪灾淹没损失评估

东南沿海地区受台风暴雨影响易发生山洪、诱发水库溃坝,且水库下游区域往往地势低洼开阔,易积水而出现大面积内涝,对溃坝洪水演进产生一定影响.采用能够考虑下游初始淹没水深的二维洪水演进模型计算溃坝洪水过程,阐述了溃坝洪水数值计算方法、洪水淹没损失分类及损失率确定方法,建立溃坝洪灾淹没损失评估模型.以戍浦江流域为例,确定溃坝洪灾损失率与淹没水深等级关系,对淹没区进行溃坝洪灾淹没损失评估.计算结果表明：水库一旦发生溃坝,洪灾将造成83亿元经济损失,下游社会和生态环境遭到严重破坏,采取有效的预警措施能够显著减少下游的人员伤亡及经济损失.通过溃坝灾害评估,有助于提高水库安全管理水平,为制定防洪避险预案提供支持.     

溃坝洪水的一维、二维耦合模拟

为了给防汛指挥机关进行有计划撤离提供科学依据,探讨了溃坝洪水演进规律.针对山区水库地形的复杂性,建立一种溃坝洪水模拟的一维、二维耦合模型,采用交错网格、线性递推、交替隐格式求解.运用此模型对某水库溃坝洪水进行模拟,对溃坝洪水向下游推进过程、以及洪水漫堤后向下游城镇的演进过程进行水动力学模拟,得出水位和流速的沿程分布,实现水流的快速预报.此模型对山区水库的溃坝洪水模拟具有很强的实用性.     

溃坝及洪水演进数值模拟研究

溃坝洪水计算包括溃坝模拟及洪水演进模拟两部分。为避免复杂公式推导及求解,对溃坝模拟,采用简化模型,对二维洪水演进模拟,采用有限体积法进行求解,引入通度系数模拟计算区内部的阻水建筑物。采用GIS技术实现了洪水演进动态演示功能。     

论溃坝洪水问题

溃坝洪水问题涉及众多学科,问题复杂,影响巨大,是防洪减灾研究领域的难点之一.对溃坝洪水问题进行了简单回顾,探讨了该问题的现状及发展方向.     

弯道溃坝水流的三维数值模拟

基于Flow-3D软件,采用RNG k-ε模型和VOF法,建立了分析溃坝洪水的水流三维数学模型,计算了溃坝洪水通过90°直角弯道模型试验并进行验证,计算结果表明物理试验与数值模拟结果中渠道内洪水水面线与试验实测值吻合度很高,说明所建模型的正确性。随后采用所建数学模型模拟计算了某实际弯曲河流的溃坝洪水传播过程,计算结果表明河流对溃坝波传播的影响随着河道弯曲率的增大而减小,溃坝波在通过弯道时在凹岸处水位高于凸岸,在实际工程中应注意对河道凹岸的加高,并且随着河道曲率的减小两岸的水位高差逐渐增大,凹岸所需加高的高度也越大。更多还原     

一维洪水演进数学模型研究及应用

从求解一维对流方程的Holly-Preissmann格式出发,结合有限差分法建立了一维洪水演进数学模型.并根据实验室溃坝实验结果与溃坝理论解对新建模型的计算精度进行了分析,模型计算结果与实验结果及溃坝理论解均十分吻合,表明模型具有相当高的计算精度.最后将模型应用于长江荆江河段洪水演进计算,取得了较好的结果.     

文峪河水库溃坝洪灾损失预测研究

利用GIS软件MapInfo对文峪河水库下游文水县的一些基础资料进行分析处理,利用内插法生成洪水淹没区等高线图和实体地形图等。利用损失率计算模型对淹没区内损失状况进行了预评估。结果表明,当文峪河水库遭受重现期为5000年一遇的洪水时,会发生漫顶溃坝,洪灾所造成的直接经济损失约为24.149亿元,间接经济损失约为4.347亿元。通过对水库溃坝洪水淹没损失的计算分析,可以让防洪决策人员及水库管理人员对发生水库溃坝洪水可能产生的后果做到心中有数,防止灾害发生。     

龙凤山水库下游洪水特性与防洪对策

从历史洪水、水库调节洪水、溃坝洪水、暴雨洪水、河道洪水等方面分析论述了龙凤山水库下游洪水特性，提出工程措施与非工程措施相结合的防洪对策。     

水库溃坝洪水预测方法研究及应用

为了研究区域洪水风险、开发区域防洪风险图、预警系统和各种紧急预案,溃坝洪水因其突发性与破坏性极强,对区域可持续发展构成严重威胁,成为防洪研究中的重要内容.为此,提出了将参数模型、物理成因模型和瞬时全溃模型等有机结合来研究溃坝洪水,通过在四川省广安市全民水库的实际应用,结果表明:将以上3种模型有机结果能够提高溃坝洪水预测精度、并且也能确定其可能的变化范围,从而为制定有效的防洪措施或实际运行中是否启动应急预案提供决策依据.     

大藤峡水库的防洪能力

首先分析了龙滩水库的防洪效果,然后综合考虑各方面因素制定了防洪效果最优的大藤峡水库防洪调度方式,并通过调洪演算分析了大藤峡水利枢纽15亿m3防洪库容所能达到的最大防洪能力.结果表明,大藤峡15亿m3防洪库容基本可以满足"将梧州100年一遇洪水削减为50年一遇,兼顾削减梧州其他类型100年一遇以上洪水"的核心防洪目标,同时对于桂平、平南和藤县县城的防洪作用可以做到将30～50年一遇洪水基本削减到30年一遇,大部分削减到20年一遇以下.     

基于三维不对称 Copula 函数峰量联合概率分布研究

基于三维不对称Gumbel Copula函数构建了洪峰、时段洪量联合分布,探讨了洪峰和时段洪量之间的概率特性。首先建立了洪峰、3 d洪量和7 d洪量的三维不对称Gumbel Copula联合分布函数,然后运用极大似然法估计了三维Gumbel Copula函数的参数,最后求得洪峰和时段洪量之间的条件概率分布,分析了洪峰、洪量间的概率特性。以大渡河流域大金川站1960—2013年间的洪峰、3 d洪量和7 d洪量为例进行了应用。研究成果为洪峰、洪量相关关系的研究提供了新途径。     

淮河中游董峰湖行洪区运用效果分析

以淮河中游董峰湖行洪区为例,采用水动力数学模型,通过对2003年型洪水的演算,根据水动力特性和蓄行洪功能的转变,将行洪区从开启到关闭的运用全过程划分为5个典型阶段,详细分析了各阶段行洪区内水动力特性和洪水传播规律,分析了行洪区运用前后上下游河段洪峰水位和流量过程的变化。研究结果表明：在行洪区运用的初始阶段,行洪区蓄洪功能强,削峰作用明显,能有效降低上下游洪峰水位;而进入行洪阶段后,行洪区主要起辅助河道行洪作用,只对上游洪峰水位有明显影响。     

洞庭湖分蓄洪区实时洪水调度系统的研制

论述了洞庭湖分蓄洪区实时洪水调度系统的开发目标、系统的结构和组成及洪水调度主模块的建立.采用现代软件工程理论,嵌入组件化的洪水调度模型,并与地理信息系统相集成,建立了功能强大的洞庭湖洪水实时调度系统.该系统界面友好,操作简单,易于扩展和集成到其他系统中,能根据不断更新的短期来水预报,进行洪水"预报—分析—计算—决策—实施—校正"的前向卷动实时调度,从而为防洪实时调度决策提供技术支持.     

水利水保措施对流域洪水的影响

随着大规模的水利建设和水土保持工作的实施,流域下垫面条件发生了明显的改变,其暴雨产生的洪水也相应发生了变化。如何评估水利水保措施对洪水的影响及其程度是一个重要的研究工作。以黄河流域窟野河为例,构建暴雨洪水相关统计模型———最近邻抽样回归模型,在此基础上探讨了水利水保措施对洪水的影响。研究结果表明：水利水保措施影响后洪峰...     

长潭水库防洪风险分析与决策

长潭水库流域在台汛期频遭台风或热带风暴影响,带来强降雨,形成较大的洪水。即便除险加固工程结束,水库所面临的防洪压力也非常大,并且矛盾主要集中在次洪调度决策过程中。从洪水资源化的角度出发,长潭水库的次洪调度方案应进行风险识别、评估、评价分析,然后根据防洪损益值及风险度进行洪水调度决策。     

模糊神经网络系统在黄河防洪决策中的应用

运用防洪决策分析技术能最大限度地发挥防洪工程体系的作用 ,减小洪水灾害的损失 .但防洪决策涉及到许多不确定因素 ,具有明显风险决策特性 .将模糊系统和神经网络相结合 ,建立决策分析模型可使这一问题得到较好的解决     

基于GIS的宁波市三江口洪水淹没分析

三江口是宁波市的经济中心,是一个洪水灾害十分频繁的区域,因此,洪水的淹没分析对三江口的防洪减灾、洪水风险分析和灾情评估都具有重要的意义。在给定洪水位条件下,应用数字高程模型（DEM）,利用GIS进行空间分析,得出洪水淹没分析结果,同时得出淹没分析的数字地图。这些数字地图与专题地图进行集成,并通过WebGIS向用户发布,达到减灾抢险的目的。     

基于两阶段风险分析的水库群汛期运行水位动态控制模型

水库(群)实时调度能结合有效的水文预报信息对水库在实时运行层面权衡防洪与兴利效益具有指导意义。然而,水文预报信息的利用面临着不可规避的不确定性问题,故水库(群)实时调度运行需要考虑风险控制方法的研究。针对耦合水文预报的水库群汛期运行水位动态控制问题,提出了可考虑各水库不同预见期长度、不同预报精度的两阶段风险率计算方法,并将其应用于构建水库群汛期运行水位动态控制模型。首先,两阶段风险率思想是将未来调度时段按预见期节点分为预见期以内和预见期以外两个阶段,预见期以内考虑径流预报不确定性带来的风险,采用集合预报思想统计多组预报径流情景在预见期以内的失事概率,预见期以外考虑因预见期末水位过高难于应对后续洪水的潜在风险,根据历史设计洪水的调洪演算试算风险率。其次,基于所提出的两阶段风险率方法构建以发电量最大为目标函数的水库群汛期运行水位动态控制模型。研究结果表明：提出的两阶段风险率计算方法可兼顾考虑实时调度阶段由径流不确定性引起的预见期以内、预见期以外的潜在风险;基于两阶段风险分析构建的水库群优化调度模型,可求解得出的水库群系统库容动态最优决策过程,且该优化调度模型可在不增加汛期防洪风险的基础上提高水库群系统的发电效益,即2010年汉江流域五库系统在夏汛期可提高总发电量2.30亿kWh。     

基于GIS的洪水淹没范围模拟

洪水淹没范围的确定是洪灾损失评估的核心环节,洪灾损失评估是防洪减灾领域的一项基础工作.在给定水位条件下,运用GIS和丹江口库区的相关图形数据平面模拟了大坝加高洪水淹没范围,并对其采用"无源淹没分析"方法进行统计计算,及时、准确、系统地掌握了洪水淹没信息,为洪水风险图制作、快速评估洪灾损失和防洪决策提供科学依据.