珠湖蓄滞洪区溃堤洪水模拟及损失评估

为有效评估蓄滞洪区溃堤洪水灾害风险,本文依托鄱阳湖区珠湖蓄滞洪区,建立了洪水演进数值模型,模拟了蓄滞洪区溃堤洪水演进过程,获得了历史最高洪水位下的蓄滞洪区淹没范围、淹没水深及流速等重要淹没信息,进而根据洪水淹没信息分别估算了溃堤洪水可能给蓄滞洪区造成的生命、经济和生态环境损失.研究结果可为溃堤洪水灾害风险评估、蓄滞洪区...     

基于洪水演进模拟的溃堤洪灾损失评估

由于堤防内经济快速发展与防洪管理水平不相符等问题，超标准洪水容易诱发溃堤灾害，这些均会造成严重的生命财产、经济和生态环境损失。以鄱阳湖区某重点堤防为例，提出基于水动力学的溃堤洪水演进模拟方法，提出方法采用MIKE 21软件进行溃堤洪水演进分析，根据土地利用类型不同合理确定下垫面糙率值。同时，基于Python平台建立了一种具有明确物理意义的生命、经济和环境损失定量评估模型。研究成果可为洪水保护区洪水灾害预警及风险管控提供参考。     

防洪保护区溃堤洪水模拟分析

为降低堤防溃决造成的重大生命财产损失,基于MIKE软件建立东鱼河南片(苏)防洪保护区一、二维水动力耦合模型,沿复新河堤防设置溃口1和溃口2,模拟复新河遭遇20 a一遇和50 a一遇洪水以及同频率暴雨下单个溃口的溃堤洪水在防洪保护区内的演进。对溃口流量过程、洪水演进图、最大淹没水深图进行分析,结果表明:随着溃堤洪水量级增大,淹没程度提高;同频率来水条件下,位于地势较低处的溃口1产生洪水的风险更大,是防洪的重点。     

海河“23·7”流域性特大洪水启用蓄滞洪区洪水淹没全过程卫星遥感监测分析

受2305号台风“杜苏芮”减弱低压环流和冷空气共同影响,2023年7月28日起,海河流域普降大到暴雨,局地特大暴雨,导致发生海河“23·7”流域性特大洪水。本次流域性特大洪水过程海河流域共启用了8个蓄滞洪区,基于多时相光学和雷达遥感数据,开展了启用蓄滞洪区洪水淹没全过程遥感监测分析,获取8个蓄滞洪区“启用—淹没—最大淹没—退水—全部退水”不同过程下的淹没水体范围和面积,为动态掌握蓄滞洪区淹没情况、全面了解蓄滞洪区内洪水演进过程及开展洪水演进模拟分析和水工程调度提供了真实可靠的科学数据支撑。     

二维水动力学模型在蓄滞洪区洪水演进模拟分析中的应用

在黄墩湖滞洪区建立二维浅水流洪水演进模拟模型,采用基于有限体积法的数值求解,了解蓄滞洪区洪水波运动传播特性,有效捕捉洪水间断波。模拟不同组合分流方式下洪水演进过程,水量是守恒的,统计洪水淹没历时、淹没范围、淹没水深等致灾参数均比较合理,对蓄滞洪区的科学运用和防洪减灾具有指导意义。     

蓄滞洪区洪水演进数学模型研究及应用

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.采用恩县洼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,预报了公路建设后蓄滞洪区洪水位的变化及风浪对洪水最大淹没范围的影响,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.     

3DGIS支持下的洪水淹没模拟与快速损失评估研究

洪水过程模拟和淹没损失计算是防洪会商中的重要环节,快速呈现洪水风险并估算淹没损失是保障决策会商时效性的基础。针对现阶段研究中洪水模拟效果单一且淹没计算耗时较长的问题,基于OpenSceneGraph图形框架搭建3DGIS环境,实现了三维环境下水体的四类淹没表达,提出了三维地形瓦片支持下的3D射线淹没损失计算方法,并以三峡库区洪水为例开展淹没模拟和损失评估。结果表明:在3DGIS环境下利用四类水体表达方法可从多角度反映洪水淹没风险,并可基于三维场景利用GPU性能加速淹没损失计算,在可接受的精度偏差范围内将计算耗时控制在1.5s左右,较传统方法大幅减少了计算耗时。该研究可提高防洪会商中风险识别与损失计算的效率,为防洪风险评估和应急转移提供支撑。     

溃坝经济损失评估方法研究

根据溃坝洪水演进特征及其对经济财产的破坏作用,提出了一种基于淹没范围区划的溃坝经济损失评估方法。为便于确定溃坝洪水财产损失率,将溃坝洪水淹没范围划分为6种区域溃决区、毁灭区、重灾区、中灾区、轻灾区及安全区,制定了溃坝洪水淹没区划标准及每种分区财产损失率的建议表。为避免溃坝洪水淹没范围区划中的不相容问题,提出了基于物元模型的溃坝洪水淹没范围区划方法。该评估方法简便快捷,可以节省工作量,实现快速评估。     

基于MIKE Flood的中小河流溃堤洪水演进数值模拟

针对水文资料缺乏的中小河流,以贵溪市罗塘河下游段为例,应用MIKE软件对河流溃堤洪水演进进行了研究。采用瞬时单位线法推求断面各频率的设计洪水,并将其作为洪水演进模型的输入;利用MIKE软件建立了贵溪市罗塘河下游段的一、二维耦合水动力模型,对该河下游段溃堤洪水演进过程进行了模拟;通过模拟分析,得到了溃口流量过程和堤防保护区洪水淹没过程。研究成果可为中小河流洪水风险分析和灾害损失评估提供技术支撑。     

松滋江堤防洪保护区洪水风险研究(Ⅱ)——风险分布特征

长江中下游地处冲积平原,洪水灾害较为频繁,沿江堤防是生命财产和生产设施的第一道屏障。其中荆江河段洪水峰高量大,且两岸支流众多、江湖关系复杂,防洪形势尤为严峻。以上荆江松滋江堤防洪保护区为研究对象,分析了可能产生的堤防溃口;在对复杂的荆江-洞庭湖水系进行概化的基础上,建立一二维耦合数学模型,研究了1 000 a一遇洪水条件下松滋江堤发生溃决后长江干流及防洪保护区内的洪水演进过程,并以最大淹没水深、淹没时间、最大流速、受影响人口及洪水损失为风险要素,分析了保护区内的洪水风险分布情况。文章共分为2篇,此为第二篇,旨在阐述保护区内洪水演进过程及风险分布特征。结果表明,涴市横堤发生溃决后造成的洪水损失最为严重,在实际防汛工作中需要重点关注。     

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。     

洪灾损失评估系统的研究开发及应用

我国是世界上洪涝灾害多发频发的国家之一,每次大的洪涝灾害都造成了巨大的经济损失。开展洪涝灾害损失评估对防洪减灾具有重要意义。本文在对洪灾损失评估方法进行研究的基础上,建立地物空间叠加分析和洪灾损失评估模型,在GIS平台上集成土地利用、社会经济和洪水淹没数据,开发完成独立的洪灾损失评估系统,实现了受淹对象分析和损失评估的通用功能,可实时地对洪水淹没范围内人口和资产的受淹及损失情况进行快速而精细的评估。并在杭嘉湖区(沪)开展了应用实例研究,与实测调查统计数据对比结果表明:利用本文模型和方法评估的洪灾损失与实际相符,开发的相关系统具有较好的推广应用价值,能够为防洪减灾决策提供技术支撑。     

湖泊分蓄洪区洪水风险图编制探讨——以湖北武湖、涨渡湖为例

通过对湖北省武湖和涨渡湖分蓄洪区洪水风险图编制工作的总结,介绍了这2个分蓄洪区洪水风险图编制的范围、内容及方法,探讨了溃口洪水风险的影响因素,并分析了分蓄洪区特征参数可能存在的问题。结果表明此次复核的武湖分蓄洪区的容积和面积与《长江流域防洪规划》中的值基本一致,但涨渡湖的值却差别很大。另外,根据编制成果,无论长江干流扒口还是支流溃堤,武湖分蓄洪区的三里桥街和武湖街,涨渡湖分蓄洪区的双柳街、涨渡湖街和汪集街等地势低洼地区,洪水到达较快,受影响均较严重。但由于安全设施缺乏,安全避洪转移存在着一定困难,因此对避洪转移方案提出了新的思路,建议利用分蓄洪区内的高速公路进行人口的转移和临时安置。研究成果可为后续分蓄洪区的风险图编制提供参考。     

蓄滞洪区可持续发展评价指标体系研究

蓄滞洪区可持续发展评价指标体系研究，从系统论和可持续发展论的思想出发，结合蓄滞洪区的风险、灾害特点，分析了蓄滞洪区复合系统的组成与行为，提出了蓄滞洪区可持续发展评价指标体系的思路。     

北京市河道和水库防汛预案存在问题的探讨

防汛预案在防汛法规中具有重要的法律地位,预案对防汛工作正规化、规范化、制度化进行起到了促进作用。目前防汛预案修编过程中,还存在洪水风险分析需要更新、险工情况进一步核实、洪水调度的可操作性有待检验及蓄滞洪区变化较大等问题,需要通过进行水库下游淹没灾害评估、河道流域风险图绘制、河道洪水演进分析、河道调度方案研究制定等基础研究工作支撑防汛预案的修编,并加强检查落实,利用防汛演习等措施,逐步完善防汛预案,实现防洪减灾的目标。     

洪水避难分析系统的研究开发及其应用

随着经济社会快速发展,洪水高风险区中人口资产密度增大,受全球气候变化影响,台风、极端暴雨等形成的洪水灾害给高风险区的人员资产带来更大的威胁。危机时刻,如何更为有效、有序地组织灾区民众的避难转移是减少伤亡和损失的重要手段。本文从水文水力学、灾害学与地理信息科学等交叉视角,利用二维洪水仿真模型进行洪水演进模拟分析,对需避难转移人员及其空间分布特征进行识别;提出安置区的选择规划及优化匹配方法;建立最优转移路径分析模型及道路拥堵计算模型;在GIS平台上集成相关模型方法,开发洪水避难分析系统。在荆江分洪区进行了实例应用研究,建立了荆江分洪区的洪水模拟分析模型,用1954年分洪的实况洪水进行分洪区的洪水演进模拟分析,根据分析结果将分洪区划分为危险重灾区、深水重灾区和进洪轻灾区3个危险区域,利用荆江分洪区2014年分洪预案进行1954年实况分洪情景下的避难转移模拟分析,提出了基于洪水演进特征的分批次转移的改进优化方案。应用实例研究表明,本文建立的模型方法和相关系统具有较好的实用价值,可以为分蓄洪区等区域洪水避难方案的制定提供分析优化手段。     

国外防洪减灾发展趋势分析

本文根据美、日等国最新文件和资料,结合作者多年的研究,简明地介绍经济发达国家在防洪减灾方面的最新发展趋势.内容涉及洪水灾害风险管理、泛滥原管理、防洪标准、城市雨洪调蓄、堤防建设技术、公众参与、洪水保险、蓄滞洪区管理、防洪投入、防洪减灾科学研究、法规建设等诸多内容     

基于MIKE21的濛洼蓄滞洪区洪水演算模拟

为研究蓄滞洪区分洪之后洪水演进情况,以淮河中游濛洼蓄滞洪区为研究对象,采用MIKE21模型对洪水演进过程进行了二维模拟计算。利用2007年实测水位数据对模型参数进行率定后,水位模拟最大相对误差约10%,表明模型具有较高精度。运用该模型模拟计算了最危险分洪方案下蓄滞洪区内任一点的水深、流速、到达时间等洪水淹没要素。研究成果可为濛洼蓄滞洪区防洪救灾提供技术支撑。     

童家湖蓄滞洪区洪水演进数值模型研究

为更加科学、有效地运用童家湖蓄滞洪区,降低洪涝灾害损失,以二维非恒定流基本控制方程为理论基础,根据童家湖蓄滞洪区1:5000实测地形资料,基于非结构三角形网格,采用有限体积算法建立了蓄滞洪区洪水演进数学模型。依据所建立的模型,模拟分析了设计分洪条件下分蓄洪区内洪水演进过程,还选取了蓄滞洪区内若干有重要代表意义部位,在其模拟计算的水位增长及流速变化过程基础上,进一步分析了分洪不同时段蓄洪区各区域的洪水淹没趋势。模拟结果显示:童家湖分洪开始约2 h,分洪洪量主要在分洪口附近填洼;分洪前20 h洪量主要集中在蓄滞洪区南部;20 h后,北部洼地填满后蓄滞洪区内联通,各处水位同步涨落。模型可以较完整地反映童家湖蓄滞洪区内洪水演进过程,研究成果可为童家湖蓄滞洪区分洪准备、撤离转移等工作提供决策参考。