多潰口河網(wǎng)耦合模型在防洪保護(hù)區(qū)洪水中的應(yīng)用

洪水風(fēng)險圖是進(jìn)行洪水風(fēng)險分析,預(yù)防洪澇災(zāi)害的有效技術(shù)手段。文章基于mike21fm模型開展淮河流域泉潁片（豫）防洪保護(hù)區(qū)洪水演進(jìn)仿真模擬研究,獲取淹沒水深、歷時、到達(dá)時間、最大流速等洪水風(fēng)險信息,結(jié)果表明該模型計算效率高、穩(wěn)定性好、模擬精度高、模擬結(jié)果合理,成果可為淮河流域泉潁片（豫）防洪保護(hù)區(qū)的防汛救災(zāi)工作提供技術(shù)支撐。

考慮溝渠倒灌、退水對防洪保護(hù)區(qū)潰堤洪水演進(jìn)的影響,采用有限體積法建立了防洪保護(hù)區(qū)的二維洪水演進(jìn)模型,分別采用二階tvd格式和二階runge-kutta方法對計算區(qū)域的空間離散和時間離散求解,定量分析了潰口寬度和溝渠倒灌、退水對防洪保護(hù)區(qū)洪水演進(jìn)及淹沒范圍的影響,并用水面線平鋪得到的淹沒線對模型計算淹沒范圍進(jìn)行了驗證。研究表明:潰口寬度每增加50m,區(qū)內(nèi)蓄洪量相差8%左右,潰口越寬,水位上漲越高,但最大水深隨時間的變化不明顯,淹沒范圍的變化率較小,最大淹沒范圍相差約1.8%;溝渠退水和支流倒灌的作用非常明顯,最大蓄洪量和最大淹沒范圍相差60%以上。與潰口寬度增大相比,溝渠倒灌、退水會造成更大的淹沒損失。

洪水演進(jìn)作為模擬河道洪水的主要手段,在實際工作中得到越來越多的重視與應(yīng)用。本文針對桂江平樂縣城的河網(wǎng)特點,利用四點加權(quán)隱式差分格式對圣維南方程組進(jìn)行離散,分別從上游的漓江、荔浦河、恭城河等三條河流洪水演進(jìn)到平樂城區(qū),求解各種頻率、各種組合、各種設(shè)計洪水狀況下,模擬防洪工程各種堤線布置狀態(tài)下的洪水情況,從驗證和計算的結(jié)果來看,水位、流量、流速都與實測值,以及沿程的歷史調(diào)查洪水相吻合,從而為防洪堤結(jié)合城市建設(shè)而又科學(xué)的布置提供了依據(jù)。

針對潰口位置選擇的重要性,結(jié)合洪水風(fēng)險圖潰口位置確定原則,構(gòu)建潰口選擇指標(biāo)體系,根據(jù)建立的模糊互補(bǔ)矩陣,運用改進(jìn)的模糊層次分析法確定各項評價指標(biāo)的權(quán)重;然后,運用專家打分法得到各項指標(biāo)的評分值;最后,利用各項指標(biāo)權(quán)重和指標(biāo)的專家評分值對備選堤防段進(jìn)行綜合評價。并結(jié)合黃河寧夏中衛(wèi)河北段潰口選擇實例進(jìn)行分析,以此說明模糊層次分析法在洪水風(fēng)險圖潰口選擇過程中應(yīng)用的科學(xué)合理性。

針對潰口位置選擇的重要性,結(jié)合洪水風(fēng)險圖潰口位置確定原則,構(gòu)建潰口選擇指標(biāo)體系,根據(jù)建立的模糊互補(bǔ)矩陣,運用改進(jìn)的模糊層次分析法確定各項評價指標(biāo)的權(quán)重;然后,運用專家打分法得到各項指標(biāo)的評分值;最后,利用各項指標(biāo)權(quán)重和指標(biāo)的專家評分值對備選堤防段進(jìn)行綜合評價。并結(jié)合黃河寧夏中衛(wèi)河北段潰口選擇實例進(jìn)行分析,以此說明模糊層次分析法在洪水風(fēng)險圖潰口選擇過程中應(yīng)用的科學(xué)合理性。

編制洪水風(fēng)險圖是落實防汛工作從\"控制洪水\"向\"洪水管理\"轉(zhuǎn)變和開展洪水風(fēng)險管理的重要基礎(chǔ)支撐,也是國內(nèi)防洪減災(zāi)工作中重要的非工程類措施之一.洪水風(fēng)險圖編制是一個復(fù)雜的過程,涉及的基礎(chǔ)資料較多,所需考慮的要素復(fù)雜,而洪水分析方案的設(shè)置是洪水風(fēng)險圖編制中至關(guān)重要的部分,關(guān)系到洪水風(fēng)險圖編制結(jié)果的實用性.本文以贛撫大堤防洪保護(hù)區(qū)為例,從洪水來源、洪水分析頻率、洪水組合方式、可能潰口位置、潰口寬度、潰決時機(jī)等方面,并權(quán)衡實用性和易用性對設(shè)計方案優(yōu)化組合,簡述贛撫大堤洪水風(fēng)險圖編制過程中洪水分析方案的設(shè)置規(guī)則,為江西省及其他地區(qū)全面開展洪水風(fēng)險圖編制提供參考.

黃河下游河道在歷史上決口頻繁.自1946年人民治理黃河以來,黃河下游的防洪措施確保了兩岸保護(hù)區(qū)的安全,共取得防洪效益44062億元.采用“實際發(fā)生年法”對1996-2015年黃河下游防洪保護(hù)區(qū)的防洪效益進(jìn)行了分析.結(jié)果表明：近20a黃河下游防洪工程減免大堤決口9次,防洪效益38515億元.

防洪評價是工程建設(shè)中的重要內(nèi)容,直接關(guān)系到廣大群眾的生命財產(chǎn)安全.文章以遼寧省大連市莊河市崔家屯村地質(zhì)災(zāi)害搬遷項目為研究對象,結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍庀笏馁Y料,基于mike11模塊構(gòu)建出小流域河流水動力模塊(hd)和坡面降雨徑流(nam)耦合模型.通過模擬計算,分析了20a一遇洪水對項目的影響,并提出了相應(yīng)的應(yīng)對舉措.

為量化分析洪水風(fēng)險、準(zhǔn)確評估洪災(zāi)損失,利用最新的數(shù)據(jù)和技術(shù),對已有的美國洪水模型進(jìn)行了改進(jìn),并開發(fā)了新的亞洲洪水模型和法國洪水模型.改進(jìn)后和新開發(fā)的模型可幫助保險公司和資產(chǎn)所有者實現(xiàn)更精準(zhǔn)的洪水風(fēng)險量化分析,提高防災(zāi)意識,制定科學(xué)的風(fēng)險管理決策,并將模型提供的數(shù)據(jù)用于承保決定、保險費率厘定和再保險購買.

借助\"05.8\"大洪水分析了遼、渾、太流域上清河水庫、柴河水庫、大伙房水庫、觀音閣水庫等防洪工程在抗御特大暴雨洪水中的作用。估算結(jié)果表明,遼河流域防洪工程體系的防洪減災(zāi)效益為457.87億元,大伙房、觀音閣、清河、柴河等主要大型水庫的防洪減災(zāi)效益達(dá)176.4億元。

洪水預(yù)報調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用為防汛指揮的決策提供科學(xué)依據(jù),最大限度地減少人民生命財產(chǎn)的損失。通過準(zhǔn)確地預(yù)報對水庫進(jìn)行合理地調(diào)度,能充分利用水資源,最終實現(xiàn)由控制洪水向管理洪水的轉(zhuǎn)變,收到十分顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。文章以涔天河水庫調(diào)度為例,進(jìn)行了闡述。

文中利用dhi開發(fā)的mike11、mike21軟件分別建立現(xiàn)狀堤防條件下的一、二維洪水演進(jìn)模型.由于河道存在著一維特性,通過對河道內(nèi)洪水演進(jìn)進(jìn)行一維數(shù)值模擬,二維數(shù)值模擬耦合,取得了較好的效果.在對河道一維洪水?dāng)?shù)值模擬中,可以看出,一維模型建模簡單,可以隨時根據(jù)河道斷面更新數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行修改,同時模擬時間較短,可以為河道整治,防洪規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù).二維數(shù)值模擬所需資料多,精度高,可以校核一維洪水?dāng)?shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性.

文章基于hec-ras模型現(xiàn)有防洪條件下的40年、60年和100年洪水漫頂淹沒情況,利用gis環(huán)境進(jìn)行模擬研究。結(jié)果表明:遼河流域遼寧段防洪堤壩可以抵御40年和60年一遇洪水,基本能夠抵御100年一遇的洪水；不同斷面的設(shè)計洪水位與模擬水位具有良好的一致性；基于hec-ras的洪水淹沒模擬分析具有較高的精確性和可靠度,研究成果可為遼河流域洪水預(yù)警以及洪水災(zāi)害人員疏散方案的制定提供一定參考。

本文由經(jīng)濟(jì)社會體系及防洪體系出發(fā),闡明城市防洪綜合評估體系,且基于mea模型確定指標(biāo)關(guān)聯(lián)度,運用anp模型確定指標(biāo)權(quán)重。在耦合mea模型與anp模型基礎(chǔ)上,探索構(gòu)建了基于mea-anp模型的城市防洪綜合評估體系。應(yīng)用實例表明,該模型可有效處理指標(biāo)間關(guān)聯(lián)性及模糊性等問題,可為城市防洪體系優(yōu)化及評估提供決策依據(jù)參考。

本文由經(jīng)濟(jì)社會體系及防洪體系出發(fā),闡明城市防洪綜合評估體系,且基于mea模型確定指標(biāo)關(guān)聯(lián)度,運用anp模型確定指標(biāo)權(quán)重。在耦合mea模型與anp模型基礎(chǔ)上,探索構(gòu)建了基于mea-anp模型的城市防洪綜合評估體系。應(yīng)用實例表明,該模型可有效處理指標(biāo)間關(guān)聯(lián)性及模糊性等問題,可為城市防洪體系優(yōu)化及評估提供決策依據(jù)參考。

察爾森水庫洪水調(diào)度系統(tǒng)在防洪減災(zāi)中的應(yīng)用——察爾森水庫位于嫩江右岸一級支流洮兒河中上游，是以防洪、灌溉為主結(jié)合發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用的大型水利樞紐工程。察爾森水庫洪水調(diào)度系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)庫為中心，主要由信息采集、洪水預(yù)報、洪水調(diào)度、成果管理、綜合信...

依據(jù)《防洪法》等有關(guān)規(guī)定,對河道管理范圍內(nèi)的建設(shè)項目和位于河流影響范圍內(nèi)的重要建設(shè)項目應(yīng)進(jìn)行防洪影響評價,重要的防洪工程應(yīng)運用數(shù)學(xué)模型分析計算。選用數(shù)學(xué)模型時,可根據(jù)實際情況,在滿足工程實際的需要條件下,適當(dāng)?shù)倪x用一維或二維數(shù)學(xué)模型。本文運用二維數(shù)學(xué)模型對吉林油田新民采油廠擬在河道灘地內(nèi)新建油井工程進(jìn)行壅水計算,并采用經(jīng)驗公式法進(jìn)行校核。結(jié)果表明:對于河道內(nèi)復(fù)雜地形及建筑物的防洪評價壅水計算,相比二維模型計算結(jié)果,經(jīng)驗公式計算結(jié)果偏小,采用二維模型計算結(jié)果進(jìn)行防洪評價,結(jié)論更安全、可靠。

對于二維、二維以上的洪水進(jìn)行計算,需要大量與地形相關(guān)的數(shù)據(jù),這要借助遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù)的支持。數(shù)字高程模型是描述地球表面形態(tài)多種信息空間分布的有序數(shù)值陣列,可以作為測圖自動化的重要組成部分和地理信息數(shù)據(jù)庫的重要基礎(chǔ)。基于遙感數(shù)據(jù)和地理信息系統(tǒng)建立數(shù)字高程模型,從數(shù)字高程模型提取流域界線并生成水流網(wǎng)格,進(jìn)行洪水計算,是洪水預(yù)報的常用方法。

在構(gòu)建過境洪水資源風(fēng)險決策模型基礎(chǔ)上,對過境洪水資源利用風(fēng)險因素識別,針對大壩泄洪量及安全風(fēng)險實施評估,闡明了洪水風(fēng)險損失與經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)系,并將模型最優(yōu)解作為水庫水位調(diào)整的參考,從而實現(xiàn)對過境水資源綜合效益評估。

準(zhǔn)確及時地進(jìn)行洪水預(yù)測對洪水預(yù)報、洪水實時調(diào)度及水資源的合理調(diào)度起著非常關(guān)鍵的作用.提出一種粗糙集理論和支持向量機(jī)相結(jié)合的洪水預(yù)測模型,利用粗糙集理論對支持向量機(jī)的輸入數(shù)據(jù)集進(jìn)行約簡預(yù)處理,通過發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)間的關(guān)系去掉冗余輸入信息,簡化輸入空間的表達(dá)信息,提高支持向量機(jī)訓(xùn)練的速度,獲得較高的預(yù)測精度.實驗結(jié)果表明,該模型能提高支持向量機(jī)訓(xùn)練的速度,獲得較高的預(yù)測精度.

長江是我國第一大河,長江流域人口眾多、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)。本文運用mike21fm建立長江銅官山河段新洲碼頭工程的數(shù)學(xué)模型,分析工程興建對長江河道水位、流速及流場的影響,對比模型計算結(jié)果與水文實測資料,評價工程的興建對河道行洪能力的影響,計算成果令人滿意,其精度可以滿足預(yù)測要求。

為了對柳州市現(xiàn)有防洪體系進(jìn)行科學(xué)客觀評價,在分析我國城市防洪體系安全評價的指標(biāo)體系及其等級標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,提出了基于層次分析賦權(quán)的topsis綜合評價法,并建立了城市防洪體系安全綜合評價模型。利用該模型對柳州市防洪體系進(jìn)行評價,結(jié)果表明,柳州市防洪體系尚屬不太完善水平,滯后于當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)社會發(fā)展。該模型能較好地對城市防洪體系進(jìn)行綜合評價。