湖南团洲垸堤防溃口险情应对关键技术

2024年7月5日,湖南省洞庭湖团洲垸一线堤防发生溃口,宽度迅速发展至226 m,溃堤洪水涌入团洲垸,淹没范围约47 km^(2),蓄洪量约2.21亿m^(3)。为支撑团洲垸溃口封堵、钱团间堤防守、第三道防线建设、抽排方案制定等应对工作,水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心(水旱灾害防御中心)基于洪水风险图成果、多源遥感监测数据、无人机监测成果、AIV技术、数字孪生技术等,根据团洲垸堤防险情应对工作实践,提出了基于遥感监测和水动力模型相互补充的堤防溃口险情应对支撑技术体系,构建了团洲垸、钱粮湖垸、大通湖垸整体精细化的二维水动力模型,开展了团洲垸溃决洪水淹没全过程推演分析,并依托自主研发的水利遥感应急监测系统平台,监测了团洲垸溃口发展过程,估算了溃口处流速,相关成果为水利部、湖南省水利厅等单位应急决策提供了科学依据。

蓄滞洪区常态化补偿机制研究

洪水对社会稳定和周边居民财产都会造成很大的影响,为减少洪水自然灾害的损失,我国特建立了蓄滞洪区,它在防范和化解洪水风险中发挥了显著作用。蓄滞洪区的建设给当地居民造成一定的经济损失,完善蓄滞洪区补偿机制能够在一定程度上维持经济社会稳定和可持续发展。然而,在未运用年份和未启用蓄滞洪区的补偿方面,仍然存在着薄弱环节。因此,建立常态化补偿机制就显得尤为重要。本文对蓄滞洪区现行补偿政策进行简要分析,明确了建立常态化补偿机制的重要性,从淹没补偿、丧失发展机会导致的经济损失补偿和生态环境损失补偿三个方面阐述了建立常态化补偿机制的可行路径,旨在推动建立高标准、高水平的公平、安全的蓄滞洪区常态化补偿机制,发挥蓄滞洪区防洪保安全的功能。

东江流域控制性水工程联合调度策略与机制探讨

近年,东江流域旱涝事件并存,防洪与供水安全形势严峻,三大水库和干流梯级电站是东江流域水旱灾害防御中的重要水利工程。收集流域水工程多年运行经验、案例、数据,综述东江流域控制性水工程联合调度在管理体制、防洪调度、水量调度等方面的研究、实践现状,通过数学模型、统计等方法,对现状调度体制与机制中存在的问题进行分析。从管理、技术、研究等角度提出建议与对策。

海河“23·7”流域性特大洪水蓄滞洪区泥沙淤积分析

为探究海河“23·7”流域性特大洪水过程中蓄滞洪区泥沙淤积特征,评估受灾情况,基于实地淤积调查和高分遥感影像,计算淤积厚度空间分布,并结合DEM数据估算蓄滞洪量和蓄滞洪区利用率。结果表明:淤积厚度插值的均方根误差E_(RMS)为1.32,纳什系数E_(NS)为0.78,蓄滞洪量计算的E_(RMS)为0.75,E_(NS)为0.92,证明研究计算方法可行,计算结果可靠;8个蓄滞洪区共蓄洪24.63亿m^(3),蓄滞洪区利用率约为36.90%,平均淤积厚度为2.60 cm,总淤积量达7.67×10^(7) t;海河流域洪水含沙量约31.14 kg/m^(3),其中大清河系和永定河系的洪水含沙量达到过去20 a平均含沙量的20~40倍;此外,研究发现海河流域西部和北部山地的淤积情况更严重,较早启用的、位于上游的蓄滞洪区淤积量更大。

蓄滞洪区安全建设工程水环境影响分析

蓄滞洪区是中国防洪体系重要组成部分,蓄滞洪区安全建设工程涉及范围广,建设内容包括多项点状和线性工程,工程实施可能对生态敏感区和饮用水水源保护区的水质产生不利影响。以鄱阳湖珠湖蓄滞洪区为例,采用湖泊推流衰减模型和湖泊完全混合模型,模拟施工期和运行期悬浮物和TP浓度变化及对水环境敏感目标的影响。结果表明:工程不利水环境影响主要产生在施工期,工程涉水施工造成悬浮物浓度超过背景值的扩散范围约300 m,TP浓度超背景值的扩散范围约210 m,对饮用水水源保护区水质有一定影响;运行期间,洪水淹没带入的污染物对珠湖水质产生影响,但珠湖水体总体能够达到Ⅲ类水质标准,蓄滞洪区的启用降低了超额洪水发生时的水环境风险。研究成果可为鄱阳湖蓄滞洪区安全建设工程水环境保护提供依据,为其他蓄滞洪区工程环保工作提供借鉴。

江-湖-蓄滞洪区聚合调洪演算模型研究与应用

为提高纳入蓄滞洪区的河道洪水模拟精度和效率,更大限度发挥蓄滞洪区的综合利用效益,建立了以大湖模型为基础的江-湖-蓄滞洪区聚合调洪演算模型,提出考虑蓄滞洪区运用影响的洪水模拟方案。以鄱阳湖区2020年实际来水作为边界条件,以2020年7月1日为起始时刻开展单退圩堤启用与否工况下的洪水实时调度模拟。模拟结果表明:构建的江-湖-蓄滞洪区聚合调洪演算模型可以合理快速地模拟蓄滞洪区启用时的鄱阳湖水位变化过程。鄱阳湖区单退圩堤启用分洪效果显著,能够降低湖区水位0.2~0.3 m,模拟结果与实际过程相近,如不分洪,湖口站最高水位将超过保证水位。研究成果可为蓄滞洪区调度和水旱灾害防御提供更精确的水文信息支持。

生态文明下洪泽湖周边滞洪区建设路径探讨

为实现人与自然和谐相处,推进生态文明建设和幸福河湖建设,落实新形势下湖泊系统的防洪减灾重要任务,对典型湖泊滞洪区建设进行研究。文章通过介绍洪泽湖周边滞洪区概况,分析滞洪区现状的局限性和工程的必要性,总结在滞洪区建设中采取的征地、移民安置、主体工程、环境保护、水土保持等主要措施,并对洪泽湖周边滞洪区建设路径进行了探讨。研究可为其他地区类似湖泊治理与滞洪区建设提供参考。

塔里木河2022年三源流洪水调度及资源化利用分析

南疆塔里木河流域受其独特的地理环境和气候环境的影响,常出现汛期洪水频发,而非汛期缺水的情况。文章收集、整理了2022年塔里木河三源流(阿克苏河、叶尔羌河、和田河)暴雨洪水资料和防洪措施资料,分析了塔里木河三源流洪水成因及特征,阐明了洪水应对措施,总结了流域防洪与洪水资源化利用经验与不足。研究结果表明,塔里木河三源流洪水具有发生早、历时长;洪水总量大,洪峰量值高;洪水场次多,多型洪水齐发等特点。通过利用现有的工程与非工程措施对2022年洪水进行调蓄与利用,有效减轻了下游防洪压力,减少了洪灾损失,同时也缓解了流域供需矛盾,提高了流域供水保障率,并对社会发展产生积极影响。研究成果对于科学利用汛期洪水,缓解流域水资源短缺具有重要的指导意义。

关于进一步完善蓄滞洪区补偿机制的思考

蓄滞洪区是江河防洪工程体系的重要组成部分,在抵御流域和区域洪水中具有不可替代的重要作用,在保障流域防洪安全、促进人水和谐等方面发挥了重要作用。文章梳理了我国蓄滞洪区启用补偿现状,分析了当前蓄滞洪区补偿机制存在的问题,研究提出了完善蓄滞洪区补偿机制的总体思路和框架,从规章制度、产业布局、建设管理等方面提出进一步完善蓄滞洪区补偿机制的相关建议。

蓄滞洪区新能源设施建设风险效益研究与思考

在蓄滞洪区因地制宜地建设以光伏发电、风电为代表的新能源基础设施是促进蓄滞洪区高质量发展的重要措施。分析了在蓄滞洪区开展新能源基础设施建设的必要性,提出了实施蓄滞洪区新能源设施建设风险效益研究的4项基本任务,简介了开展该项研究所采用的主要技术方法以及4项研究任务的具体工作内容,以期为有关方面开展类似的蓄滞洪区新能源基础设施建设的风险效益研究工作提供技术参考。

济宁市防洪除涝体系建设浅析

通过对泗河、梁济运河、东鱼河、洙赵新河、小沂河、尼山水库、华村水库、葫芦套水库等重要河道、水库、闸坝和部分水网建设项目的调研分析,厘清济宁市重点水利工程防洪能力现状,分析了济宁防洪除涝体系建设存在的短板,提出了进一步完善的措施建议。

淮河姜唐湖行蓄洪区现状分析及对策研究

姜唐湖行蓄洪区是淮河中游防洪工程体系重要组成部分,在防御淮河历次流域大洪水中发挥了重要的作用。通过姜唐湖行蓄洪区现状调研和分析,针对行蓄洪区蓄洪能力方面问题,提出相应对策措施,以提升行蓄洪区蓄洪能力,为姜唐湖行蓄洪区建设与管理提供参考。

蓄滞洪区转移道路工程规划布设研究

蓄滞洪区是防洪工程体系的重要组成部分,转移道路是蓄滞洪区分洪蓄水时防汛抢险、群众安全转移的重要通道。蓄滞洪洪区转移道路布设涉及转移人口数量、道路长度和转移时间等诸多问题,为了研究解决蓄滞洪区转移道路规划布设问题,在洪水风险图避洪转移分析计算模型原理基础上,引进道路干扰系数,研究建立转移道路规划布设模型。选取杜家台分蓄洪区内香城垸、曲口垸和新农垸等7个围垸共20个转移单元利用转移道路规划布设模型进行转移道路干线、支线布设和转移所需时间计算,计算得到在初步拟定转移道路布置和长度的基础上转移所需时间为0.74~5.15 h,小于可用转移时间;对确定转移线路的7个围垸进行转移道路路网密度计算,计算得到围垸路网密度为0.44~0.92km/km^(2),其数值能满足规范要求。结果表明该模型能较为方便的确定蓄滞洪区内转移道路干线、支线的布置及道路长度,并定量计算出转移单元安全转移至安置点所需转移时间,该模型可作为蓄滞洪区转移道路规划布设参考。

基于可变模糊集理论的洪水灾害风险分析

依据灾害系统理论,综合考虑洪水灾害系统的自然和社会属性,构建了洪水灾害风险综合评价指标体系,制定了相应指标的评价标准;在此基础上,以乡镇行政单元为基本评价单元,基于可变模糊集理论,采用可变模糊评价模型确定评价单元指标对各级指标标准区间的相对差异函数和相对隶属度,并通过变换组合参数进行综合评价,计算得到各评价单元的危险等级和易损等级,并结合风险等级分区矩阵,将研究区域划分为极高风险、高风险、中等风险、较低风险和低风险5个等级。最后,以荆江分洪区为典型研究区域,实例研究表明,该方法计算简便,评价结果可信度高,与实际调研情况一致,为洪水灾害风险评价提供了新思路,可推广到其他自然灾害的风险分析中。

基于最大熵原理和属性区间识别理论的洪水灾害风险分析

针对复杂洪水灾害系统中随机、模糊、灰色等各种不确定性,结合洪水灾害风险管理广义熵智能分析的理论框架,以最大熵原理和属性区间识别理论为基础,建立了基于最大熵原理的洪水灾害风险属性区间识别模型(AIRM-POME),利用梯形模糊数和层次分析法相结合的方法确定评价指标权重,采用均化系数综合AIRM-POME计算得到的属性测度区间,由置信度准则和特征值公式对各评价单元进行危险、易损等级的评定和排序,并根据联合国对自然灾害风险的定义及其定量表达式给出风险等级。将模型应用到荆江分洪区洪水灾害风险分析中,实例研究表明,模型合理可靠,深层次地刻画了各种不确定性,是一种风险分析新方法,可推广应用到其他自然灾害的风险分析中。

河北省 多措并举 蓄滞洪区运用补偿亮点纷呈

2023年汛期,海河流域发生“23·7”流域性特大洪水,河北省水库最大程度拦洪削峰,行洪河道充分行洪,7处蓄滞洪区相继启用。在党中央、国务院的坚强领导下,在水利部、财政部等国家部委大力支持下,河北省精心组织,有力有效有序推进,顺利完成了蓄滞洪区运用补偿任务。

1950s以来洞庭湖调蓄特征及变化

针对洞庭湖区淤积、围垦和江湖关系变化对湖泊调蓄功能的影响,根据洞庭湖调蓄属于典型复合洪水波的实际情况,提出利用离散小波分解和计算入、出湖径流过程方差的方法揭示1950s以来洞庭湖调蓄特征及其实际调蓄作用的多年变化.结果发现：洞庭湖削减的洪峰主要是32 d以下的中短尺度洪水波,其全年整体削峰系数在0.13～0.56之间;从入、出湖径流方差多年变化体现的调蓄效果看,洞庭湖区近几十年淤积围垦虽然极大地改变了湖区面积和容积,但并未使湖泊调蓄作用发生大的变化.结合洞庭湖削峰系数与城陵矶-螺山段水位落差的对应关系,认为在整个江湖系统关系中洞庭湖的调蓄能力是被动的,其变化主要取决于城陵矶以下河段过水能力对洞庭湖泄流的制约.从整个江湖关系下的洞庭湖调蓄变化特征看,1990s以来湖区＂小水大灾＂的原因之一是入湖径流过程的短尺度方差和削峰系数较大,本质上是由荆江裁弯和三峡运行导致的江湖关系变化引起的长江螺山段出流使出湖径流方差减小造成的.

2016年达拉特旗淤地坝水毁原因及拦沙效果

为核查淤地坝水毁原因及对入黄泥沙的影响,基于西柳沟和罕台川小流域19座淤地坝决口现场调查资料,分析得出2016年“8·17”暴雨降雨过程和入黄水沙的特征。针对淤地坝结构和运行特点,结合现场对淤地坝水毁情况尤其是决口部位冲蚀形态的详细查勘,从降雨以及淤地坝规划、设计、施工、管理等方面分析了淤地坝水毁原因,定性给出了淤地坝决口形式及拦沙效果。提出优化坝系布局和建设标准,改进放水建筑物结构并强化施工质量管理,重视预警预报等非工程措施建设等建议。

复杂河网中洪水演进二维数值仿真及其应用

为了模拟复杂河网中分洪后水流在较大平面范围内的流动情况,在考虑河床、进出口和动边界等复杂边界条件下,建立了二维洪水演进数学模型,并采用交替方向隐式(ADI)法进行离散和求解.结合流域实时洪水调度仿真系统的总体框架和调用,建立了模拟洪水在蓄滞洪区内任意位置的水位、流速、淹没水深、历时等演进过程的二维洪水演进数值仿真系统.该系统对永定河分洪区进行了二维洪水实时演进模拟,并结合大清河实测资料进行了模型合理性分析,结果表明,该系统能够适应复杂的边界条件,可为复杂河网实时洪水预报计算和实时洪水调度提供支持.

基于MIKE FLOOD模型的潖江蓄滞洪区调度运用方案研究

为保障潖江蓄滞洪区的合理调度运用,保证北江中下游防洪安全,进行了调度方案的研究。基于MIKE FLOOD平台,建立了潖江蓄滞洪区一、二维耦合水动力数学模型,对拟定的五个调度运用方案进行了对比研究,分析了不同方案下石角站洪峰流量及自身淹没范围的情况。对比结果表明,适当延迟蓄滞洪区的启用时机,对削减石角站洪峰流量、减少区内淹没损失的效果更为明显。据此确定"当江口圩水位达到22.2 m时,一次启用蓄滞洪区"的方案最优。该方案下,发生P=0.3%、P=0.5%和P=1%洪水时,石角站洪峰流量可分别削减1 150 m^3/s、1 407 m^3/s和1 017 m^3/s,最大淹没面积为86.1 km^2。相关成果可供潖江蓄滞洪区的管理决策参考,也可为其他蓄滞洪区的调度运用方案研究提供参考。