丹江口水库溃坝洪水分析

根据丹江口水库和汉江下游基本情况以及“最不利、最可能”原则,提供了丹江口水库可能发生溃坝的4种典型方案,并根据这些方案进行丹江口水库溃坝洪水的流量过程分析和洪水演进分析,探讨洪水流量变化及其到达下游重要城镇的时间,为下游的防洪减灾决策提供支持．     

基于地理信息系统技术的溃坝洪水三维可视化研究

提出了一种基于三维地理信息系统（Three Dimensional Geographic Information System,3D-GIS）和虚拟现实技术的洪水演进可视化仿真的原理和方法,给出了根据二维浅水方程的数值计算结果构建洪水演进可视化模型的具体过程,讨论了3D-GIS洪水演进可视化实现的关键技术.最后,设计并实现了一个包含洪水演进可视化功能的完整的决策支持系统,能为防洪和减灾提供直观的图像信息,并且该系统成功地应用在实际生活中的相关部门.     

周公河大坝连溃洪水计算

瓦屋山是周公河的龙头水电站,其库容巨大,下游有六级电站．本文重点对瓦屋山与沙坪连溃,瓦屋山与河坪、大石板、周公河连溃问题进行了数值模拟计算,其结果表明在瓦屋山发生溃坝时,由于其下游水库库容相对瓦屋山较小,对瓦屋山的洪峰仅有微弱的削弱作用,洪水到达雅安的时间被延长,这表明瓦屋山与多个坝发生连溃时,下游大坝对瓦屋山溃坝洪水的演进有一定的延缓作用,且大坝越多,作用越明显。     

溃坝洪水演进的数值模拟

开发了溃坝洪水演进数值模型,对模型控制方程采用有限体积法进行空间离散,采用具有总变差减小特性的MacCormack预测-校正格式进行时间离散.采用非规则局部不连续网格划分计算区域,增强了模型对复杂地形的适应能力;具有总变差减小特性的数值格式使模型具备了强大的间断波捕捉能力,并消除了模型稳定性对人工黏性的依赖;基于单元属性与基于界面属性的动边界处理技术使模型能合理地模拟非恒定性强、干湿变动剧烈的水陆边界.实际算例表明：模型在强非恒定流状态下具有稳定性及守恒性,可作为溃坝洪水预报及其灾害防范的有力工具.     

MIKE模型在城市超标准洪水风险分析中的应用

为了分析堤防发生溃口的洪水风险,需要对堤防溃口的洪水过程进行分析研究.通过构建MIKE 11模型计算河道堤防溃口洪水,并将结果导入MIKE 21模型,模拟堤防溃口发生后洪水演进情况,获得堤防溃口洪水的淹没面积、到达历时等特征要素.以合肥市南淝河干流险工险段为实例,应用研究结果表明模型能够较好地模拟超标准洪水引起堤防溃决...     

基于HEC-RAS的千河流域宝鸡段溃坝洪水风险评估

水库是大量蓄水的水利工程,对生产生活提供便利,但同时溃坝洪水一般具有极高伤害性,进行洪水溃坝风险评估对保障下游居民安全有重要意义.以千河流域宝鸡段的冯家山水库为例,利用HEC-RAS模型,模拟了溃坝洪水淹没进程,并对淹没范围和流速分布进行分析.洪水演进数据结合灾害系统理论构建风险评估模型,从危险性、易损性角度,通过GIS方法实现风险评估并分为五个等级.结果表明：(1)100年一遇洪水淹没总面积为274.581 km2,危险水深占全部水深93%,河道最高流速可达到14.34 m/s.(2)洪水危险性自西向东逐渐降低,整体危险性中度偏下.(3)易损性在河道附近两侧较低,距离河道较远的部分易损性提高,整体是处于中低水平.(4)溃坝洪水风险水平中等,对淹没区各乡镇风险划分,危险区明显集中,主要在贾村镇、长青镇、千河镇以及揉谷镇.研究成果对千河流域宝鸡段下游洪水避难预警系统建设和人口转移有一定参考意义.     

基于溃坝洪水演进模拟的动态应急转移路线实现方法

水库一旦溃决将对下游社会经济造成巨大影响,科学合理的应急转移路线将有效降低损失,保障人民群众的生命财产安全.采用二维水动力模型开展溃坝洪水演进模拟,并对模拟结果进行网格化处理.设计了配备信息标识层、应急转移路线层、洪水演进绘制层和背景层的多层结构洪水风险图网格信息存储格式,提出了可通行路网的判别和绘制方法.结合网格化洪水演进模拟结果和路网信息要素,确定了动态最佳应急转移路线的运行机制.基于某大型水库的溃坝洪水演进模拟结果,将该方法应用于所在城市局部区域的路网绘制和动态应急转移路线制定.应用结果表明,该方法可根据溃坝洪水演进过程实时绘制路网信息,实现应急转移路线智能调整,优化了避洪转移方案,完善了城市洪水灾害应急管理体系.     

基于通量分裂的一维溃坝洪水时空二阶精度格式研究

利用通量分裂方法和泰勒级数展开方法导出了圣维南方程组空间离散项的二阶精度格式,并采用Runge-Kutta方法计算时间离散项,使离散格式达到时空二阶精度。采用所建立的二阶精度格式对一维溃坝洪水进行数值模拟,从模拟结果可知,新格式具有自动捕捉激波的能力,数值解在间断波附近没有出现数值振荡,计算结果与理论解吻合很好,表明所建立的二阶精度格式能够很好地模拟溃坝波的演进过程。     

组合型总变差不增格式在溃坝流动计算中的比较

不同形式ＴＶＤ格式存在数值性能上的差异,干底情况下的溃坝流动计算是数值模拟的难点,本文引入单参数和参数限量函数,建立了Ｓａｉｎｔ－Ｖｅｎａｎｔ方程通量限制的组合型ＴＶＤ格式,作湿底和干底溃坝流动的数值计算,并分别与Ｓｔｏｋｅｒ理论解进行对比,揭示出不同限量函数在耗散性和压制性及不同水深比溃坝模拟方面存在性能上的差异,定义了坝址处水深的扭曲系数,据此综合确定了最优限量函数,并成功地预报了水深比为０．     

可拓评判法在水库溃坝风险分析中的应用

基于可拓学理论,综合考虑溃坝概率、溃坝损失和应急能力等方面构建多指标分层次的溃坝风险评估物元系统,实现对水库溃坝风险的质与量综合分析,并以此对下口坝的溃坝风险进行了评估,计算得该坝的溃坝风险等级特征值为2.2,溃坝风险较低.     

自动化控制系统在太河水库实际应用

介绍自动化控制系统在太河水库东西溢洪闸控制、大坝测压管的自动监测、雨水情自动遥测以及放水洞等控制方面的应用,分析了自动化控制和监测系统的主要原理和构造以及实用性、优越性,介绍了自动化控制系统软硬件的组成,为实现大型水库管理网络自动化、智能化、现代化,提高工管单位工程管理水平提供了有益启示。     

现代信息技术在水利行业中的应用

水利是国民经济的基础设施。21世纪的中国,随着经济和社会的发展,洪涝灾害、干旱缺水、水污染严重等水资源三大问题日益突出,已经严重制约着国民经济和社会发展。为了解决新世纪水的问题,水利部明确提出要实现从工程水利向资源水利的转变,从     

SPH方法在溃坝流动模拟中的应用

光滑粒子（smoothed particle hydrodynamics, SPH）方法是一种新近发展的可用于流动模拟的无网格数值方法，理论上能够适应任意变形，在模拟流体流动的剧烈变形时有显著的优势.但是流动的初始、边界条件和一些计算参数的选取都会对计算结果产生较大的影响.作者基于SPH方法的基本原理，全面考虑了各种定解条件的设置，独立发展了一套用于模拟不可压自由表面流动的SPH2D程序，并应用于溃坝流动的模拟之中.SPH模拟结果与Harlow和Welch经典的MAC（marker and cell）结果非常吻合，验证了方法的准确性，为SPH方法的进一步发展和广泛应用奠定了一定的基础.     

长春市水利信息管理GIS系统在防汛抗旱工作中的应用

长春市水利信息管理系统是以GIS为平台,从防汛抗旱工作的特点出发建立的长春市水利综合信息管理系统。系统将实现对属性数据和空间数据的有效管理,分析水利信息系统在防汛抗旱信息管理及指挥决策中的应用,为构建基于GIS技术平台的防汛抗旱信息管理及辅助指挥决策系统提供参考。     

Excel在中小流域设计洪水计算中的应用

文章介绍如何使用计算机应用软件“excel”实现安徽省中小流域设计洪水计算的自动化、快速化。文中提到的设计洪水计算办法是安徽省水利水电勘测设计院于1984年编写的。     

SPH方法在溃坝数值模拟中的应用

光滑粒子流体动力学(SPH)方法是一种纯拉格朗日无网格方法,适用于模拟波浪破碎、高速水流、高速冲击碰撞等瞬时极大变形的问题。介绍了SPH方法的基本原理、核函数及离散格式的控制方程、边界处理方法等,建立了数值水槽模型,验证了模型的有效性。应用SPH方法模拟了二维溃坝问题,考虑了添加无孔障碍物和有孔障碍物的2种情形,将模拟得到的结果进行对比分析。结果表明,SPH方法能够很好地捕捉流体自由面变形、飞溅及融合现象,在一定程度上有孔障碍物有更好的消能效果。     

MPS方法在三维溃坝问题中的应用

MPS(Moving Particle Semi-Implicit)方法是一种拉格朗日粒子法,在处理大变形流动问题中具有很大的优势.将MPS方法应用到三维溃坝流动问题中,并对粒子的移动方式进行了修改,改进后的方法(XMPS)可以使粒子移动更加有序,避免粒子间的相互穿透.数值计算结果表明:MPS方法(包括XMPS)在处理复杂的自由面流动问题中具有很好的灵活性和可靠性,数值模拟能够比较准确地预测出自由面的形状和位置,即使在水面出现翻卷、入水和水柱撞击到障碍物时,数值结果仍然能够与实验相吻合.从细节上看,XMPS可以给出更为清晰、光滑的自由面形状,并能更好地捕捉到流动的细节特征.     

基于软件复用的水利信息系统的柔性化设计

提出了一种基于软件复用的水利信息系统的柔性化设计技术。在水利信息管理系统时,先依据需求划分出通用模块,采用多层次极限编程的方法加以实现,可以提高开发过程对需求变化的适应性、提高软件的复用率,并且经过测试和使用过的模块能有效地提高系统的稳定性、可扩展性和可维护性。     

弱可压δ-SPH算法在溃坝流中的应用

为了减少影响弱可压SPH中密度场和压力场的虚假数值振荡,文中基于Antuono提出的具有扩散项的弱可压SPH格式,自主实现了δ-SPH算法程序,研究其扩散项的加入对原有标准SPH数值模拟结果的改善效果,以及所实现的具有扩散项的弱可压SPH算法在自由表面流方面的适用性和可靠性。本研究选取经典的溃坝案例,以及带有三角形障碍物的溃坝案例进行数值模拟,结果表明:数值扩散项的加入使得压强云图的效果明显改善。通过对监测点的压强与已有实验值的压强对比分析,其结果吻合,平均误差在7%以内,开发的δ-SPH算法在自由表面流方面具有一定的可行性。     

信息技术在铁山水库洪水调度中的应用分析

以铁山水库防洪度汛安全为背景,简要介绍了信息技术应用在水库洪水调度系统中的技术框架,为水库洪水调度信息化研究和建设提供了经验借鉴。