洪水演进

摘要： 黄河下游洪水演进过程受来水来沙条件和河床断面形态的共同制约,但目前研究较少考虑断面形态调整的影响。以黄河下游游荡段为研究对象,基于实测资料分析和一维非恒定水沙耦合数学模型计算,研究在相同平滩断面面积下不同断面形态对洪水演进过程的影响。实测资料分析结果表明:当洪峰量级接近时,窄深河段的洪水传播速度较快,传播时间较短;洪水涨率与河相系数负相关(确定性系数R^(2)=0.91)。数值模拟结果表明:在进口水沙过程相同的条件下,与1992年宽浅河道相比,2003年窄深河道下花园口至高村游荡段洪水传播时间由64 h缩短至21 h,洪峰流量削减21%,河段淤积量减少34%。窄深断面形态不仅能缩减游荡段洪峰传播时间,同时有利于减缓河道淤积。

摘要： 本文以地理国情监测数据为基础,辅以水利专题资料,以重点江河蓄滞洪区为研究对象,分析蓄滞洪区国土空间的结构特征和变化特征;从正面和负面效应两个方面开展蓄洪能力评估;以实例开展洪水演进数值模拟,并给出洪水风险各要素空间分布特征信息。研究结果对优化蓄滞洪区建设与管理,指导国土资源合理利用,保障蓄滞洪区和江河流域防洪安全,开展洪灾损失评估和制定避洪转移方案,促进蓄滞洪区经济社会可持续发展具有十分重要的意义。

摘要： 河道决口是我国常见的自然灾害之一,特别是黄河生产堤发生溃口后,溃堤波在滩区的传播扩散对当地的生命财产造成了极大的损失。本文根据黄河下游夹河滩至高村游荡型河段建立了概化水槽物理模型,模拟了弯曲河道溃口处漫滩洪水在滩槽的演进过程。试验通过水位自动跟踪仪及VDMS系统测量了弯曲河道溃堤发生后,滩槽水位及流速的变化过程,并分析了漫滩洪水的演进特性。试验结果表明,溃堤波在溃口处传播呈扇状,在滩区地形影响下,漫滩洪水形成的洪泛区存在不同尺度的涡流;河槽内部水位在溃堤发生后,水位伴随着洪水的演进过程先降低后增大,最终溃口处达到稳定分流的状态。试验结果可为数学模型提供验证参考,并对滩区确定风险区域提供技术支撑。

摘要： 随着建坝数量的不断增多,各种涉及临时建筑物的安全问题也日益突出。施工期若发生超标准洪水,围堰溃决后风险巨大,故对围堰溃坝的洪水演进预测分析十分重要。文章结合历史监测资料,计算某水库上游围堰不同溃决工况下的最大下泄流量,选取典型断面得出洪水演进结果,并分析对下游河道覆盖区的影响后果。研究成果对该领域内相关研究具有一定的实际参考价值。

摘要： 以巢湖2020年汛期超历史洪水为例,建立了多闸联合调度的裕溪河-牛屯河河网一维非恒定流模型,用于模拟分析巢湖洪水外排过程及闸门调度对裕溪闸-牛屯河环形河网的影响。以实测资料对该模型进行了验证,结果表明:(1)模型能够可靠预测巢湖闸下环形河网水动力过程,并能预测闸门启闭影响下的河网水量动态分配情况。(2)铜城闸作为关键节点闸门,其开启分洪可以增泄巢湖洪水,但同时也降低了通过裕溪闸的泄流量,巢湖闸增泄量约占铜城闸泄量的1/3~1/2。(3)过度利用铜城闸分洪会造成裕溪闸泄洪能力发挥不足,从而会增大牛屯河的防洪压力。2020年洪水期间,得益于适时适度地开启铜城闸进行分洪,增泄了4亿m;水量,相当于巢湖水位平均下降约0.46 m。因此,在实际操作中应合理运用铜城闸的防洪减灾功能。

摘要： 一、泗河流域概况(一)泗河流域水系构成泗河发源于山东省泰安新泰市太平顶山西侧,流经新泰、泗水、曲阜、兖州、邹城、微山,于任城区辛闸村入南阳湖,全长159km,流域面积2357km^(2)。流域内有大小支流32条,其中左岸13条,右岸19条,其中流域面积100km^(2)以上的一级支流5条:大黄沟、济河、石漏河、小沂河、蓼河;大中型水库4座,小型水库138座,塘坝758座。

摘要： [目的]分析涉水建筑物修建前后洪水演进过程的影响,为真实高效计算桥梁工程对蓄滞洪区洪水演进过程以及对蓄洪区防洪工作的有效开展提供科学支持。[方法]选取安徽省阜阳市濛洼蓄洪区为研究区,利用区域地形、水文数据、桥梁工程设计等最新资料,采用MIKE 21的非结构化水动力学模型,将进洪退洪过程作为整体对濛洼蓄洪区洪水演进过程进行实时模拟,分析桥梁工程建设对蓄滞洪区洪水演进分洪时间、流速分布、水位变化等特性的影响。[结果]桥梁工程修建后,桥位附近分洪历时比工程修建前最大滞后45 s,主流区流速分布范围为0.4~0.6 m/s,局部流速变化率最大7.409%,桥墩附近水位最大抬高值为0.006 m,水位最大变化率为-0.22‰。[结论]桥梁的建设延缓了蓄洪区行洪时间,抬高了桥墩附近水位,改变了工程附近流速分布,但对蓄洪区整体的影响较小,基本不影响濛洼蓄洪区的正常运行。

摘要： 山洪是一种地面径流水文现象,山洪灾害是自然灾害中对人类影响和危害较严重的一种。为了全面、快速、实时地获取山洪的发展趋势及其时空变化特征,本文以海南省山洪灾害三维可视化系统为例,阐述了利用数据三维可视化技术,通过无缝集成水雨情监测数据、气象预报数据、地理信息数据等,通过Cesium引擎实现洪水演进过程的模拟仿真,为山洪灾害风险的科学预报预警提供技术依据和决策支持。

摘要： 采用典型洪水对旁多、直孔水库进行联合调节计算和拉萨河洪水演进计算,分析了两座水库对拉萨水文站断面洪水的削峰效果,分析研究了旁多、直孔水库在拉萨市防洪工程体系中的作用,得出了拉萨市城市防洪应构建以堤防为主、水库为辅的防洪工程体系的结论。

摘要： 为评估在不同洪水标准条件下水库泄洪对下游造成的淹没影响,识别淹没高风险区域,为地区防汛调度及群众转移路线提供技术支撑。对日照市青峰岭水库及下游可能淹没范围建立3D数字模型,模拟并分析当水库按照设计洪水标准内及超标准洪水下泄时,水库下游区域洪水演进的过程、淹没的范围、淹没的水深、行进流速及淹没历时等特征。经分析,青峰岭水库按5000年一遇标准下泄产生的淹没面积与100年一遇标准下泄产生的淹没面积差别不大,影响的范围差别不大,但淹没的水深显著增大。

摘要： 为了分析洋口新设闸的闸前河道在不同水流条件下的洪水演进过程,本研究根据洋口新设闸、老闸所在河道及闸址附近港池等工程情况,建立了模拟洪水演进的CJK3D模型(长江口三维模型).在20年一遇洪水行洪工况下,利用所建模型对新设闸和老闸的闸前河道水深、平均流速、流场和洪水演进过程等均进行了模拟分析,同时在保证新老闸分流比合理的前提下,对新设闸前河道线型进行了优化,获得了较好的整流效果.研究成果可为洋口新设闸和老闸的闸前河道设计、运行等提供技术支撑.

摘要： 洪水灾害风险具有显著的动态变化特性,水文边界、溃口条件存在极强的不确定性.针对我国在2013-2015年度实施全国重点地区洪水风险图编制项目中设定的典型计算方案可能与实际水雨工情差异较大的问题,本文基于GPU(Graphic Processing Unit,图形处理器)并行计算技术和OpenACC编程模式,提出了CPU-GPU异构平台上二维洪水演进水动力模型非结构数据管理方法,建立了基于GPU加速器的流域洪水演进高速计算模型,实现了个人电脑或小型工作站上洪水演进模型高性能计算,为面向流域尺度的洪水实时分析提供重要技术支撑,具有良好的应用前景.

摘要： 针对高精度洪水演进数值模拟中出现的计算精度不高、稳定性差、计算效率低下等问题,本文提出一套基于GPU加速的地表水动力数值模型(GAST).通过与应用广泛的MIKE21FM模型对比,研究英国小镇莫帕斯百年一遇洪水在城区演进情况.对比相同输入条件下的MIKE21FM模型,GAST模型4个典型区域淹没面积平均百分误差由10.39％减小到2.28％,计算精度提升3.77～9.56倍;GAST模型提升计算效率3.60～11.77倍,且计算稳定性良好,应用前景广阔.

摘要： 基于非结构网格,采用Godunov类型的有限体积格式建立了求解二维非线性浅水方程的数值模型,以模拟复杂地形上溃坝洪水演进过程.模型采用GPU加速计算技术来大幅提升计算效率.通过算例模拟溃坝试验和Malpasset溃坝过程,证实了所建模型具有较好的稳定性和较高精度.与相应的CPU程序计算结果对比,在精度一致的情况下,GPU模型能提速20倍以上.故所建模型是模拟复杂地形上溃坝洪水演进过程的理想工具.

摘要： 河道洪水演进数值模拟的计算结果主要是各个防洪控制断面的水位、流量随时间变化的序列数据,无法全面直观地反映河道洪水淹没情况.基于给定静水位的洪水淹没分析方法方便快捷,但是对于非平原地区蜿蜒曲折、上下游高程落差较大的河道,难以选取一个合适的洪水位准确模拟整个河道的洪水面.针对这一问题,提出一种基于分段策略的河道洪水淹没分析方法,控制子段上下游洪水位差值,使每一个子段都可用一个洪水位准确模拟其淹没水面,整个河道的淹没范围可通过逐段计算得到.本方法采用GIS技术,基于洪水演进数值模拟数据,可快速实现河道洪水淹没范围动态模拟和可视化展示.

摘要： 大坝溃决会造成巨大的生命财产损失,渍口流量过程是进行溃坝分析的重要参数.本文通过理论分析,建立了土石坝逐渐溃决过程中,溃口瞬时流量的计算方法;采用本研究提出的方法对某实际工程溃口流量进行了计算,并与HEC-RAS软件计算的成果进行了对比,两者吻合良好,且本文提出的计算方法更为简便快捷;对某实际工程溃坝洪水演进进行了计算分析,讨论了主、副坝同时溃决与单独溃决情况下,溃口流量及洪水演进过程的差异.

摘要： 干支河流交汇区河段水流相互挤压、顶托作用,使得交汇区水流运动特性复杂多变.本文采用平面二维水动力数值模拟方法,对岔巴沟三川口交汇河段的洪水过程进行了模拟分析,讨论了在两条支流来水条件下交汇区洪水水位、流速场及淹没致灾特点.结果表明:受交汇水流影响,交汇口局部产生壅水,水面纵比降变缓,水位抬升导致河段淹没受灾;在双支流来流情况下,交汇区水流的相互掺混作用加剧,两河顶托作用增强,使得交汇区洪水位进一步抬升,受灾范围进一步扩大.通过分析岔巴沟三川口交汇河段洪水演进及淹没致灾的特点,可为岔巴沟及其他相似河段的防洪及河道治理提供理论依据.

摘要： 针对上、下级两座水库构成的梯级水库,根据梯级水库间的洪水演进特性,采用河道一维水动力学模型构建上、下级水库之间的洪水演进模型,采用二维水动力学模型构建下级水库的下游影响区洪水演进模型.采用Breach溃坝模型和调洪演算模型构建梯级水库间洪水演进的水力连接模式,形成梯级水库整体洪水演进模型.考虑到实际洪水来源的不确定性,实现了上游水库任意下泄流量、下级水库任意坝前水位下的梯级水库洪水风险的动态评估分析.以某山区河流为例,针对该流域上的两座水库构成的梯级水库的动态洪水风险进行了应用研究.

摘要： 针对洪水演进数值模拟对地形概化精度要求高、计算格式精度要求较低的特点,围绕流域洪水演进高速模拟问题,研究了具有地形概化二阶精度的斜底单元模型,分析了防洪保护区渍堤洪水淹没扩散特点,提出了有效计算单元自适应动态调整方法,显著减少了参与计算的网格数量,建立了基于低阶精度有限体积格式的浅水方程高效求解算法.算例研究结果表明,本文模型兼具较好的计算精度和效率,可满足防洪保护区渍堤洪水快速模拟需求,为面向流域尺度的洪水实时分析提供重要技术支撑,具有良好的应用前景.

摘要： 2013年6月30日,琼江流域发生了建站以来特大洪水,该场洪水来得快、来得猛、水位高、流量大,致使琼江泰安水文站各种水文监测设施遭到毁坏,站房被淹.这些情况给高洪水测验带来一定的困难.本文采用多种方法进行洪峰流量推算,并对推算结果进行对比分析,以确定合理的洪峰流量,为今后流域开发治理、工程规划设计、防灾减灾等工作提供参考.

摘要： 一种基于DEM的洪水淹没演进过程分析方法，包括以下步骤：S10：优化河道水位的时间变化；S20：淹没网格系列精简优化；S30：优化河道水位的空间变化；S40：淹没网格系列邻域迭代分析，同时在迭代过程中对淹没网格系列进行控制性更新；S50：优化水流的流向路径，进行流向同一性修正；同时通过Floyd‑Warshall算法对各淹没网格到初始淹没网格系列的最短淹没路径进行搜索；S60：统计淹没分析结果，并通过淹没路径转化算法将洪水淹没路径转化为水位相关值。本申请中的分析方法，通用性强，并且能实现对洪水淹没演进过程的模拟分析；提取淹没网格系列轮廓，提高计算效率；优化河道水位的时空变化；分析河道水流的流向路径，保证淹没分析过程的逐时连续性及合理性。

摘要： 本发明涉及洪水预报与计算机结合的技术领域，旨在提供一种利用降雨-径流-洪水演进计算的多个模型综合进行流域洪水预报的方法。该方法包括：根据分布式水文模型和水动力模型的规范和要求进行水文数据集成；根据模型参数的规范和要求，对相应参数值进行设定；利用模型进行洪水演进过程；比较计算流域内各河道关键节点的水位预报数据以及警戒水位数据，并进行结果发布。本发明可以方便的根据实测雨、水情进行各点的洪水预报。在计算过程中不受地形规模和复杂程度限制，并运用基本物理定律(质量守恒、动量守恒、能量守恒等)来描述自然现象，相比较而言不必依赖于历史水文数据和经验公式，有效地避免了人为误差，并可适用于缺少历史数据的流域。

摘要： 本发明公开的是一种平原河网地区的洪水演进模拟方法，属于洪水演进模拟领域，本发明步骤：先采用GIS软件程序编辑研究区域河网结构和自动编号；然后对外部边界采用特殊节点予以概化，且以特殊节点方程处理；构建分布式水库群调蓄模型；最后河网计算采用一套统一的河道追赶系数，且采用三元组表存储系数矩阵的非零元素，节点方程组采用松弛迭代法求解，本发明可以实现河网要素自动编号以及自动识别节点和河道的连接关系，节省了大量的人力工作；边界在节点上予以处理，大大简化了计算流程；分布式水库群调蓄模型能更加真实地反映平原的调蓄能力；节点方程组采用三元组表存储非零元素，无需额外的附加识别工作，即可大大提高计算速度。

摘要： 本发明涉及洪水预报与计算机结合的技术领域，旨在提供一种利用降雨-径流-洪水演进计算的多个模型综合进行流域洪水预报的方法。该方法包括：根据分布式水文模型和水动力模型的规范和要求进行水文数据集成；根据模型参数的规范和要求，对相应参数值进行设定；利用模型进行洪水演进过程；比较计算流域内各河道关键节点的水位预报数据以及警戒水位数据，并进行结果发布。本发明可以方便的根据实测雨、水情进行各点的洪水预报。在计算过程中不受地形规模和复杂程度限制，并运用基本物理定律(质量守恒、动量守恒、能量守恒等)来描述自然现象，相比较而言不必依赖于历史水文数据和经验公式，有效地避免了人为误差，并可适用于缺少历史数据的流域。

摘要： 本发明是一种利用三维WebGL技术实现洪水演进模拟的方法，构建基于一二维耦合水动力学模型，接入气象预报和实时监测数据进行模型运算，将计算结果通过三维WebGL技术进行渲染，以数字流场的方式，将地形、时空数据、网格水深流速等数据模拟呈现，表达洪水的整个淹没过程。本发明的洪水模拟方法主要先将水动力模型剖分的不规则网格数据结构利用TIN算法重构成三角网，再利用WebGL顶点渲染技术可视化展示。本发明解决了洪水演进模拟过程中水面波纹的粒子效果逼真，水面淹没水深流速呈现结合实际，并有理论依据，分析结果可靠等优点。

摘要： 一种描述滩区洪水演进特征的方法，包括以下步骤：采集设定区域的洪水演进信息，进行洪水模拟，用以获取该区域进出水数据；沿着设定区域的边界设置监测断面，监测整个洪水期间沿各个方向进出滩区的洪水；以整个洪水期间沿各个方向进出滩区的洪水数据，绘制设定区域的洪水演进双线图；以洪水演进双线图，划分洪水演进类型。本发明可以详细的展现一场洪水过程中滩区内的洪水演进如何变化，帮助研究者理解滩区内洪水演进的特征，以明确不同滩区在防洪系统中的功能，为管理者制订防洪策略，开发洪水资源提供指导。

摘要： 本发明公开了一种基于GPU并行加速的水库溃坝洪水演进快速模拟方法，属于洪涝模拟领域。包括以下步骤：收集水库及其下游的基础数据；对地形与土地利用数据进行预处理；选定工况和其对应参数；使用并行GPU计算的WCA2D模型版本进行模拟；分析计算结果可靠性和合理性；输出并处理WCA2D模型模拟的结果。与传统洪涝数值模拟模型相比，本发明应用的基于GPU并行加速的水库溃坝洪水演进快速模拟方法的WCA2D模型是一种基于权重转换的元胞自动机模型，模拟效率很高，且支持并行GPU计算，可实现溃坝洪水演进的快速模拟。

摘要： 本发明公开了一种洪水三维动态演进和渲染方法、装置及电子设备，本发的方法包括：获取若干个时间点受洪水影响的地理图像；根据各个时间点受洪水影响的地理图像，得到各个时间点的网格数据；根据所有时间点的网格数据，利用Cesium三维可视化工具生成随时间变化的动态化的网格图像；通过Canva绘图工具对所述网格图像中的像素逐个进行渲染，得到渲染后的图像。本发明通过利用Cesium三维可视化工具，结合HTML5新增的Canvas绘图技术，进行洪水演进的三维动态演进和渲染，可直观、立体、形象地表达洪水演进过程，能实现最大程度地优化展示效果。

摘要： 本发明提供了一种基于一维洪水演进模型的大区域河流三维模拟方法，属于大区域河流的三维模拟与可视化技术领域，可以根据一维的圣维南方程计算的河流水位和时间，得到一个时序动态模拟的三维河流可视化效果。首先计算得到合理的实际范围和流程函数；创建多个相邻的三维断面；得到任意断面的每一时刻水位高程，构建闭环的河流三角网曲面；最后进行动态纹理映射，对洪水的水流方向和动态效果进行模拟，并按照时间的水位变化效果进行重复迭代，完成三维模拟。本发明解决了对大区域河流的三维动态模拟和可视化渲染理论复杂和计算速度慢的问题，以及解决了一维计算结果转换为三维可视化模型的问题。

摘要： 本实用新型属于洪水演进技术领域，尤其是一种洪水演进过程展示装置，针对现有的调节高度的问题，现提出如下方案，其包括固定架，所述固定架的一侧开设有第一滑动槽，第一滑动槽内滑动安装有第一滑动块，第一滑动块的一端延伸至第一滑动槽内，第一滑动块的另一端延伸至第一滑动槽外，第一滑动块延伸至第一滑动槽外的一端固定安装有演讲板，第一滑动块延伸至第一滑动槽内的一端开设有凹槽，凹槽内滑动安装有第一转轴，第一转轴上固定安装有转动杆，所述第一滑动槽的一侧内壁上等间距开设有卡槽。本实用新型将在第一滑动块的一端设有转动杆，极大的避免了无法适应而导致演讲效率低下。