山美水库洪水淹没分析及方法研究

在全球极端天气逐年增多的背景下,自然灾害发生的频次和强度愈来愈大。中国为防洪抗旱近年来兴建水库,而水库一旦发生洪水灾情,水库的泄洪淹没范围对下游防汛规划及减少灾害损失至关重要。以山美水库为例,基于地理信息系统(geographic information system, GIS)技术选用有源淹没方法确定山美水库遭遇3种重现期洪水泄洪的淹没范围,并利用洪水量等于淹没水量的原理,提出了一种运用二分法迭代有源淹没的淹没水位确定方法。通过输入3种不同重现期洪水量,本研究模拟出山美水库遭遇20年一遇洪水时下游淹没面积为20.04 km²,遭遇50年一遇洪水时下游淹没面积为24.42 km²,遭遇100年一遇洪水时下游淹没面积为26.07 km²。结果显示,淹没区域集中在水库下游的梅山镇、罗东镇、码头镇。研究结果可为地方政府管理洪水风险、制定防洪措施提供一定的参考。     

水利信息系统在英那河水库溃坝洪水计算中的应用

本文通过应用水利信息系统对英那河水库进行溃坝洪水计算,预测了洪水溃坝的最大流量、到达时间、淹没范围及面积,以便采取相应措施减少下游损失。     

承灾空间淹没相对风险评估方法研究

从系统工程的角度,综合考虑洪水淹没的水文不确定性和工程结构不确定性,提出了承灾空间淹没相对风险的概念.通过故障树分析方法,将淹没场景导致淹没相对风险产生的过程进行解析;并推导出特定堤段、特定重现期风暴潮和多个重现期风暴潮洪水条件下的任意点淹没风险计算方法.以上海浦东新区沿海海堤保护区为研究实例,给出研究区任意点的淹没相对风险空间分布图,为防洪决策提供更多的依据.     

对淹没宽顶堰泄流能力计算公式的探讨

对淹没宽顶堰泄流量计算公式进行了分析探讨,认为淹没系数σ是ｈｓ／Ｈ０,ε,ｍ变化的,并求出了新的淹没系数σ２。     

基于IFMS的青衣江洪雅县城区段洪水风险分析

以眉山市洪雅县城区作为研究区域,利用IFMS软件构建青衣江洪雅段一二维耦合水动力模型,研究不同重现期下的洪水对洪雅县城区的淹没影响.采用青衣江洪雅水文站的设计洪水成果及2020年青衣江8月16日到8月18日实测洪水过程率定模型参数,并结合现状堤防情况验证模型计算结果的合理性.分析计算结果表明,洪雅县城区段在遭遇20年一遇重现期以下洪水时,具有较好的防御能力;在遭遇20年一遇重现期以上洪水时,城区将遭受不同程度淹没影响,对人民群众生命财产安全威胁较大.为了进一步减少灾害损失,同时提高区域整体的防洪减灾能力,因此需要在采取工程措施保障的基础上兼顾进行非工程措施的研究.     

梯形渠道机翼形量水槽模型试验研究

介绍了一种机翼剖面形状的梯形渠道量水设施,在长春工程学院水利馆梯形渠道中通过3种不同量水槽收缩比进行了系统的组合试验,试验结果表明:该量水槽过流顺畅,水头损失较小,试验数据资料表现出很好的相关性,相关系数为R2=0 999 5.拟合的流量计算公式简明实用,计算平均误差小于1.15%,量水槽临界淹没度可达0.93.     

一种大区域洪水淹没范围快速提取的分块种子蔓延算法

快速、准确的获取洪水淹没范围是洪灾损失评估和防洪决策的核心环节.常规种子蔓延算法由于存在大量的递归运算,效率不高且无法处理大区域海量地形数据.针对上述问题,提出了一种大区域洪水淹没范围快速提取的分块种子蔓延算法,将研究区域分成预先设定大小的块,种子蔓延以块为单位进行组织处理,块的数量远小于原始DEM格网单元的数量.该算法有效解决了常规种子蔓延算法递归运算层次过深的问题,可实现大区域海量数据在给定淹没洪水水位条件下的淹没区快速提取.     

基于GIS的洪水淹没场景三维可视化研究

通过对研究目标的可视化需求分析,对研究区域开展了包括流域三维地形仿真、洪水演进模拟的三维可视化研究,揭示洪水的运动规律.以GIS技术为基础,基于二维浅水方程,采用有限体积法,建立洪水演进数学模型,并将其制成动态链接库,通过编程调用该库实现洪水淹没分析功能,计算出给定水位下的洪水淹没面积和水量;采用面向对象的编程语言C#,结合ArcEngine组件库,开发了黄河东平湖洪水淹没场景三维可视化系统,并成功应用于东平湖蓄滞洪区的洪水计算中.     

基于FLUENT的明渠平板闸门淹没出流流场研究

为了研究明渠淹没出流下平板闸门测量流量,采用进口断面上自编UDF程序的水位边界条件方法,结合标准的k-湍流模型和VOF方法,利用Fluent软件建立了水流流体域和明渠平板闸门的三维模型,对不同开度下明渠平板闸门淹没出流进行数值模拟,获得了过闸流量和水面线、流速分布,闸门处动水压力以及闸后梯形断面的流速分布等规律,结合现场试验验证,结果表明:平板闸门测量流量能够达到灌区矩形量水堰的测量流量精度;采用数值模拟所得流量与平板闸门测量流量的相对误差在3%以内,说明数值模拟能够用于明渠淹没出流下平板闸门的流场研究,为明渠平板闸门测量流量提供理论依据。     

基于DEM的有源淹没算法设计与实现——以种子蔓延法为例

 针对传统有源淹没的递归、迭代算法占用计算机资源较多,且当算法深度太深时易造成系统堆栈溢出,从而导致程序崩溃等缺点,以数字高程模型为基础,研究了给定水位条件下洪水有源淹没模型和算法,并在此基础上设计实现了种子蔓延算法。通过与原有的递归算法对比,发现该算法在一定程度上提高了计算效率和稳定性,最后在“南昌洪水淹没分析系统”中应用并得到验证。     

淹没状态下超高压磨料水射流切割实验研究

利用水射流切割实验系统,在80～240 MPa压力范围内对完全淹没状态下磨料水射流切割岩石的性能进行了实验研究.通过实验及数据分析,得出了磨料粒径和质量流量、射流压力、靶距、切割横移速度等参数对射流切割性能的影响规律.结果表明,在实验给出的工况条件下,磨料流量存在最佳值,在一定范围内切割深度随磨料流量增加而增加,当磨料流量达到一定值后,切割深度随流量增加反而下降;切割深度与射流压力基本呈线性增长关系;随着靶距的增大,切割深度逐渐减小;切割深度随切割速度的增加呈指数衰减趋势.     

电站双孔进水口临界淹没水深的试验研究

目的在于通过模型试验总结出电站双孔进水口计算临界淹没水深的经验公式。试验在三峡电站进水口的大比尺模型 (1∶ 30 )上进行。试验数据用计算机进行回归分析 ,拟合出数据曲线 ,得出双孔进水口计算临界淹没水深的经验公式 ,将此公式与清华大学水利系以前做的单孔进水口临界淹没水深经验公式及 Gordon公式进行比较。指出双孔进水口公式具有实际工程用途且具有优越性 ,在设计电站双孔进水口确定临界淹没水深时 ,可供设计者参考     

淹没坑道围岩稳定性分析及加固措施

为了分析淹没坑道对环境的影响，采用弹塑性有限元法对被淹没的坑道进行了数值计算，分析了不同情况坑道衬砌及围岩的破坏变形情况，同时提出了相应的加固方案，并对拟采用的不同方案加固效果进行了模拟分析，分析结果表明所提出的加固方案可行。     

焊缝缺陷的水淹没分割算法

针对焊缝射线检测图像缺陷分割速度慢、精度低的问题,提出了一种基于水淹没原理的缺陷分割算法,即依据水流借势取径、盈满则溢的思想,对缺陷及周边区域进行逐级淹没,并根据淹没面积变化来确定分割阈值.该算法首先利用灰度曲线波形分析检测缺陷,获取缺陷种子点,然后从种子点出发对图像进行逐级淹没,淹没过程采用逐线搜索策略.淹没结束后,通过分析各水位淹没面积相对增量的变化来确定阈值水位.实验结果表明,水淹没分割算法的分割耗时大约是Alaknanda方法的5.3%,Kaftandjian方法的25%,分割误差大约是Alaknanda方法的27.33%,Kaftandjian方法的53.14%,因此具有较好的分割速度和精度.     

拱圈淹没深度对拱桥内力影响的计算研究

提出了在桥梁结构计算中利用有限元法计算水浮力的模型和方法,所提出的内力影响系数x直线反映了不同淹没深度下水浮力对拱桥内力的影响,在此基础之上对两种类型的拱桥进行实例分析,根据计算结果讨论了山峡库区水位升高后拱圈淹没深度对拱桥内力的影响,得出可以适当提高拱圈淹没深度的结论,但当淹没深度在矢高的1／4以上时,在设计中应该充分考虑水浮力的影响．     

淹没空化水射流水下模拟实验装置的理论分析

在对影响淹没空化不射流性能因素的分析基础上,提出了实验室模拟水下切割的构想;计算分析了在高水深背景下的水下切割过程中,淹没水域环境的压力及温度变化,为模拟水下切割提供了实验依据。     

泄洪消能新技术在向家坝工程中的应用

向家坝水电站泄洪消能具有高水头、大单宽流量、多泥沙的特点,泄洪消能布置要考虑发电、通航、防洪和拦沙等因素的影响.多股多层水平淹没射流是一种新型消能型式,可降低消力池出池水流的波动、底板压强及临底流速,具有流态稳定、消能效率高、雾化低、适应性强等特点,较好地解决了向家坝水电站泄洪消能问题,为同类工程及环境影响要求较高的工程提供了重要参考,同时也丰富了泄洪消能工的型式.     

低涌变电站溃坝洪水发展演进的研究

以东莞低涌变电站为例,讨论100 a一遇洪水时上游发生溃坝的洪水波演进的特性。针对电站所处挂影洲围四周河道环绕的特点,将整个溃坝过程分三阶段模拟。首先利用二维溃坝模型模拟得出溃口流量、洪水流场、溃坝波高及其传播时间等特征;再讨论溃坝波传播并淹没整个挂影洲围的过程;最后应用堰流公式等计算洪水逐渐抬高水位,直至与河道水位齐平过程的水位流量过程线。以此来探讨从堤坝溃决到结束的整个过程中不同阶段的水位、流速和流量变化规律。     

洪水灾害避难迁安系统分析模型及其应用

随着城市化和工业化进程的加速,洪水所造成的经济损失越来越大,洪灾避难迁安系统是防灾减灾中重要的非工程措施.为此在数字高程和溃口流量资料基础上,利用数学形态学中的膨胀算子和水量平衡法来模拟淹没水深和范围;针对道路网络特点,提出"点线结合型"洪灾避难分析思想,并根据随机度划分防洪预警水平;利用界壳理论中的开关模型对进入安置区的人口进行控制;再利用G IS图层叠加法和前景理论模型来优选出最佳方案.实际应用结果表明,所建模型在实践中应用效果良好,并可推广应用到其他地区,具有广阔的应用前景.     

不同频率洪水对社会经济发展的影响研究——以三门峡库区为例

目的研究评价三门峡水库不同频率洪水对陕西渭河库区社会经济发展的影响。方法采用直接损失项目法,即根据经验和实际数据确定洪水淹没的各种地表载物的损失率,估算某种洪水标准时的洪灾损失。结果三门峡水库运行40多年来,由于泥沙淤积问题,库区不同频率洪水给陕西渭河库区的人民生命财产及经济发展造成了巨大损失。结论三门峡水库不同频率洪水对陕西渭河库区社会经济发展具有重要影响,严重阻碍了渭河下游关中平原的社会经济发展。