基于黎曼近似解的溃堤洪水一维-二维耦合数学模型 被引量：50

1

作者 姜晓明 李丹勋 王兴奎 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期214-221,共8页

采用一维-二维耦合数学模型对溃堤洪水进行模拟,可以发挥两者优势,提高计算效率。将基于黎曼近似解Godunov格式的一维、二维水流数学模型通过堰流公式进行耦合,实现交界面的水力要素交互;一维、二维模型均采用中心形式的有限体积法求解... 采用一维-二维耦合数学模型对溃堤洪水进行模拟,可以发挥两者优势,提高计算效率。将基于黎曼近似解Godunov格式的一维、二维水流数学模型通过堰流公式进行耦合,实现交界面的水力要素交互;一维、二维模型均采用中心形式的有限体积法求解,分别采用HLL格式和Roe格式计算界面通量,具有一致的空间同步性。通过经典算例验证了模型的可靠性和稳定性,应用耦合模型对1998年松花江干流胖头泡溃堤洪水进行了模拟计算,较好地模拟了溃堤洪水的演进过程与淹没范围,对200年一遇洪水的分洪效果进行了分析,为此区域的分洪利用及松花江中上游防洪调度提供参考依据。 展开更多

关键词 水动力学 有限体积法 一维、二维耦合模型 溃堤洪水 松花江防洪

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溃堤洪水的一维、二维耦合水动力模型及应用 被引量：36

2

作者 张大伟 李丹勋 +1 位作者 陈稚聪 王兴奎 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期149-154,共6页

为了减小因溃堤洪水而造成的人员生命和财产损失,本文建立了能够对天然河道溃堤水流进行模拟的一维、二维耦合数学模型。一维水流模型采用Preissmann格式离散求解,二维水流模型采用基于非结构网格的Roe格式离散求解,在一、二维模型的链... 为了减小因溃堤洪水而造成的人员生命和财产损失,本文建立了能够对天然河道溃堤水流进行模拟的一维、二维耦合数学模型。一维水流模型采用Preissmann格式离散求解,二维水流模型采用基于非结构网格的Roe格式离散求解,在一、二维模型的链接处采用堰流公式实现河槽内外水流的交互。通过典型测试算例验证了本耦合模型的可靠性和稳定性。检验后的耦合模型为大江大河的溃堤洪水计算提供了基础,将该模型成功应用于松花江哈尔滨段松北分洪区溃堤洪水的模拟,所得信息可以为防洪决策部门提供参考依据。 展开更多

关键词 水动力学 溃堤洪水 一、二维耦合模型 松北分洪区

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溃堤洪水的二维水动力模型及其应用 被引量：15

3

作者 苑希民 田福昌 +1 位作者 冯国娜 王丽娜 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期225-230,共6页

为了减少堤防溃决造成重大的生命财产损失,加强防洪减灾非工程措施建设,建立了溃堤洪水的二维水动力模型,对溃堤洪水的精细化仿真模拟。该模型考虑了溃堤口门展宽变化,局部网格加密处理,并采用干湿水深理论与热启动技术对模型进行优化... 为了减少堤防溃决造成重大的生命财产损失,加强防洪减灾非工程措施建设,建立了溃堤洪水的二维水动力模型,对溃堤洪水的精细化仿真模拟。该模型考虑了溃堤口门展宽变化,局部网格加密处理,并采用干湿水深理论与热启动技术对模型进行优化。将该模型应用于黄河内蒙段南岸灌区的溃堤洪水演进模拟,利用2008年杭锦旗奎素段实际溃堤数据对所建模型进行验证,结果表明:流场分布均匀且光滑,计算结果合理可靠,模型具有较高的计算精度及可靠性。采用该模型模拟了沙圪堵工程与奎素段堤防同时溃决的情形,并绘制了洪水风险图,为该地区防洪风险管理决策提供了重要的技术支持。 展开更多

关键词 溃堤洪水 二维水动力模型 溃口展宽 干水深 湿水深 热启动 黄河内蒙段 洪水风险图

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基于一、二维耦合水动力模型的赣西联圩溃堤洪水风险分析 被引量：14

4

作者 陈俊鸿 刘小龙 +3 位作者 王岗 彭思韦 张庆梓 陈炼钢 《中国农村水利水电》 北大核心 2017年第6期43-47,共5页

鄱阳湖赣江下游尾闾赣西联圩防洪保护区水系繁多,水文条件复杂,汛期频繁受到洪水侵袭,因此极有必要对该地区开展洪水风险分析。建立了能够模拟溃堤洪水水流演进的一、二维耦合水动力模型,并应用于赣西联圩防洪保护区。采用糙率分区、网... 鄱阳湖赣江下游尾闾赣西联圩防洪保护区水系繁多,水文条件复杂,汛期频繁受到洪水侵袭,因此极有必要对该地区开展洪水风险分析。建立了能够模拟溃堤洪水水流演进的一、二维耦合水动力模型,并应用于赣西联圩防洪保护区。采用糙率分区、网格加密等技术进行优化,提高了模型计算精度,计算区域采用非结构化三角形网格进行剖分,设定溃口发生瞬时溃堤,溃口流量满足水量平衡原理,演进结果合理可靠。对演进计算结果进行洪水风险分析,结果表明:在赣江20年一遇鄱阳湖2010年实测水位过程中,保护区内洪水淹没范围大小和影响人口数量与溃口位置有关,淹没分布基本遵从地形高低原则,永建洲、李家垾溃口洪水淹没面积分别为8.46、36.57 km2,淹没水深基本都大于3 m。 展开更多

关键词 水动力模型 一、二维耦合 溃堤洪水 赣西联圩 风险分析

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溃口宽度和倒灌、退水对防洪保护区洪水演进的影响 被引量：3

5

作者 贺新娟 徐国宾 苑希民 《水资源与水工程学报》 2016年第2期142-147,共6页

考虑沟渠倒灌、退水对防洪保护区溃堤洪水演进的影响,采用有限体积法建立了防洪保护区的二维洪水演进模型,分别采用二阶TVD格式和二阶Runge-Kutta方法对计算区域的空间离散和时间离散求解,定量分析了溃口宽度和沟渠倒灌、退水对防洪保... 考虑沟渠倒灌、退水对防洪保护区溃堤洪水演进的影响,采用有限体积法建立了防洪保护区的二维洪水演进模型,分别采用二阶TVD格式和二阶Runge-Kutta方法对计算区域的空间离散和时间离散求解,定量分析了溃口宽度和沟渠倒灌、退水对防洪保护区洪水演进及淹没范围的影响,并用水面线平铺得到的淹没线对模型计算淹没范围进行了验证。研究表明:溃口宽度每增加50m,区内蓄洪量相差8%左右,溃口越宽,水位上涨越高,但最大水深随时间的变化不明显,淹没范围的变化率较小,最大淹没范围相差约1.8%;沟渠退水和支流倒灌的作用非常明显,最大蓄洪量和最大淹没范围相差60%以上。与溃口宽度增大相比,沟渠倒灌、退水会造成更大的淹没损失。 展开更多

关键词 溃堤洪水 倒灌 退水 溃口宽度 防洪保护区 二维洪水演进模型

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水动力学模型在淹没区防汛应急中的应用 被引量：3

6

作者 徐卫红 刘舒 +2 位作者 张红萍 胡昌伟 李娜 《中国防汛抗旱》 2021年第12期34-38,共5页

为减轻溃堤洪水造成的灾害损失,快速准确预报淹没范围和退水措施效果在应急处置中非常重要。以2013年黑龙江省萝北淹没区的应急分析为例,针对被转移群众返迁的目标,阐述如何快速构建数值模型,拟定合理的模拟方案并分析各方案的退洪效果... 为减轻溃堤洪水造成的灾害损失,快速准确预报淹没范围和退水措施效果在应急处置中非常重要。以2013年黑龙江省萝北淹没区的应急分析为例,针对被转移群众返迁的目标,阐述如何快速构建数值模型,拟定合理的模拟方案并分析各方案的退洪效果。结果表明,为解决封冻期之前萝北淹没区人民的回迁及越冬安置问题,可考虑不封堵溃口,但仅利用溃口和退水闸无法满足退洪需求,增设人工退洪口门十分必要。不同尺寸的扒口退洪效果差异不大,从后期封堵口门的工程量考虑,宽度不易过大。 展开更多

关键词 水动力学模型 应急分析 淹没区 溃堤洪水 退洪 黑龙江

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防洪保护区溃堤洪水模拟分析 被引量：2

7

作者 王雪薇 董增川 +3 位作者 付晓花 施露 寇嘉玮 孟虎 《人民黄河》 CAS 北大核心 2017年第8期36-43,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 MIKE 耦合模型 溃堤洪水 防洪保护区 复新河

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基于耦合水动力模型的药湖联圩区洪水风险分析 被引量：2

8

作者 陈俊鸿 陈炼钢 +2 位作者 王岗 施勇 刘小龙 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期30-36,共7页

鄱阳湖赣江尾闾药湖联圩防洪保护区水系繁多,频繁受到洪水侵袭,因此极有必要对该地区开展洪水风险分析。建立了能够模拟溃堤洪水水流演进的一、二维耦合水动力模型,并利用糙率分区、河道地形还原等技术进行优化,提高了模型精度。将该模... 鄱阳湖赣江尾闾药湖联圩防洪保护区水系繁多,频繁受到洪水侵袭,因此极有必要对该地区开展洪水风险分析。建立了能够模拟溃堤洪水水流演进的一、二维耦合水动力模型,并利用糙率分区、河道地形还原等技术进行优化,提高了模型精度。将该模型应用于药湖联圩防洪保护区,计算区域采用非结构化三角形网格进行剖分,设定溃口发生瞬时溃堤,溃口流量满足水量平衡原理,演进结果合理可靠。对演进计算结果进行洪水风险分析,结果表明:鸡鸣洲、大王庙、司家闸溃口洪水淹没面积分别为10.62,56.67,18.36 km^2,淹没分布基本遵从地形高低原则,保护区内的淹没水深基本都大于3 m,区内洪水淹没范围大小和影响人口数量与溃口位置有关。 展开更多

关键词 水动力模型 一、二维耦合 药湖联圩 风险分析 溃堤洪水

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漫溃堤洪水联算全二维水动力模型及应用 被引量：40

9

作者 苑希民 田福昌 王丽娜 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期83-90,共8页

为应对河道洪峰流量增大和漫溃堤长历时相伴发生的洪灾现象,借鉴全二维气相色谱理论提出全二维水动力模型概念,建立了模拟河道和灌区洪水演进的漫溃堤洪水联算全二维水动力模型,并采用Roe格式的近似Riemann解对界面通量进行数值求解。... 为应对河道洪峰流量增大和漫溃堤长历时相伴发生的洪灾现象,借鉴全二维气相色谱理论提出全二维水动力模型概念,建立了模拟河道和灌区洪水演进的漫溃堤洪水联算全二维水动力模型,并采用Roe格式的近似Riemann解对界面通量进行数值求解。模型内通过漫溃堤堰流公式成功实现河道与灌区的耦联,考虑溃口展宽变化,加密处理河道网格,采用热启动与干湿水深理论对模型进行优化,并利用加大糙率法对村庄较为密集的地形进行优化处理,尽可能反应地面真实情况。将该模型应用于黄河宁蒙段河道与左右岸灌区的漫溃堤洪水演进模拟,计算结果合理可靠,流场分布均匀光滑,初步验证了模型的精度及可靠性,研究成果对河道溃决洪水的精细仿真模拟和该地区洪水风险分析决策具有重要意义。 展开更多

关键词 全二维 漫溃堤洪水联算 热启动 干湿水深 糙率分区 宁蒙黄河段

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长距离调水工程高填方渠道溃堤三维洪水演进情景仿真 被引量：10

10

作者 钟登华 李超 +2 位作者 孙蕊蕊 刘肖军 程正飞 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期99-106,共8页

为了确保长距离调水工程堤防安全,溃堤洪水演进过程仿真研究对防洪减灾具有重要的现实意义。本文运用基于生长法的Delaunay三角网生成算法建立大规模地形模型,采用三维溃堤洪水演进数学模型对溃堤洪水进行计算,结合虚拟现实计算技术实... 为了确保长距离调水工程堤防安全,溃堤洪水演进过程仿真研究对防洪减灾具有重要的现实意义。本文运用基于生长法的Delaunay三角网生成算法建立大规模地形模型,采用三维溃堤洪水演进数学模型对溃堤洪水进行计算,结合虚拟现实计算技术实现了大规模城市场景中的溃堤洪水动态演进仿真,基于虚拟现实平台开发了溃堤洪水淹没演进三维情景仿真系统。系统采用C/S架构,实现了交互式三维场景漫游、溃堤洪水淹没模拟等功能,所研发的系统具有界面友好、操作方便、数据准确、易于维护的特点,达到国内研究的先进水平。结合某长距离调水工程的溃堤洪水演进过程进行了模拟和分析,可为堤防工程管理和应急决策提供仿真分析与直观演示。 展开更多

关键词 计算流体力学 防洪工程 溃堤三维洪水演进 交互仿真 虚拟现实 DELAUNAY三角网

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不同水头高度下堤防溃决冲刷坑变化特性研究 被引量：2

11

作者 方一凡 《中国水能及电气化》 2019年第9期26-31,共6页

洪水极具破坏性,对溃堤洪水造成的堤后冲刷现象进行深入研究和内在规律探讨具有重要的理论和实践意义。文章以太子河本溪段河道为工程背景,利用物理模型试验的方法,对不同溃决水头高度下的冲坑形态进行试验研究。结论显示,冲坑深度和范... 洪水极具破坏性,对溃堤洪水造成的堤后冲刷现象进行深入研究和内在规律探讨具有重要的理论和实践意义。文章以太子河本溪段河道为工程背景,利用物理模型试验的方法,对不同溃决水头高度下的冲坑形态进行试验研究。结论显示,冲坑深度和范围随着水头高度的增加而增大,但是水头高度与冲刷坑变化速率之间的关系并不明显。 展开更多

关键词 水头 溃堤洪水 冲刷坑

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黄河宁蒙段凌汛洪水风险分类及其分布特征 被引量：3

12

作者 田福昌 王艳鹏 王秀杰 《人民黄河》 CAS 北大核心 2021年第2期49-52,69,共5页

针对黄河宁蒙段凌汛灾害频繁发生、灾害损失严重、风险防控困难等问题,通过历史凌汛灾害资料分析与现场调研考察,研究了黄河宁蒙段凌汛洪水风险分类及其分布特征。凌汛洪水风险主要分为壅水漫滩风险、穿堤沟渠凌洪倒灌风险、凌洪漫溃堤... 针对黄河宁蒙段凌汛灾害频繁发生、灾害损失严重、风险防控困难等问题,通过历史凌汛灾害资料分析与现场调研考察,研究了黄河宁蒙段凌汛洪水风险分类及其分布特征。凌汛洪水风险主要分为壅水漫滩风险、穿堤沟渠凌洪倒灌风险、凌洪漫溃堤风险和工程设施破坏风险,三湖河口至头道拐河段的冰塞冰坝壅水漫滩风险与凌洪漫溃堤风险比较大,宁夏段穿堤沟渠凌洪倒灌风险大于内蒙古段的,不同类别凌汛洪水风险的分布具有险点多、险段长、影响范围广等特征。 展开更多

关键词 凌汛洪水风险 壅水漫滩 沟渠倒灌 凌洪漫溃堤 冰塞冰坝 黄河宁蒙段

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