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 km2,蓄洪量约2.21亿m3。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。

2024年洞庭湖团洲垸溃堤过程及洪水演进模拟

蓄滞洪区是长江中下游防洪工程体系中的重要一环,研究蓄滞洪区溃堤洪水演进模拟,对于防洪减灾具有重要意义。收集了2024年洞庭湖团洲垸溃堤时实测口门宽度及流量数据,分析计算了溃口流量过程,采用平面二维水动力学模型计算了溃口过程中团洲垸内的洪水演进过程,分析了垸内淹没水深、流速等致灾要素的时空变化。结果表明:①溃口发展包括下挫冲槽、横向展宽和稳定泄流3个阶段,基于流量过程推求了进入团洲垸的总水量为2.53亿m^(3),与基于库容曲线反算的水量(2.63亿m^(3))基本相当;②验证了溃口附近流量和水位过程与实测过程基本相符,团洲垸内最高水位为31.955 m,与实测水位(31.960 m)基本一致;③模型计算的淹没范围与基于遥感影像提取的范围基本一致,在计算时段末,92.7%的区域处于重度淹没状态(淹没水深超过1.5 m),最大淹没水深约为8.2 m,垸内流速均呈先增大后减小的变化趋势,各时刻(t=4 h、t=10 h、t=15 h和t=20 h)平均流速分别为0.37,0.43,0.22 m/s和0.05 m/s。研究成果可为溃堤洪水风险评估、堤防守护等提供技术支撑。

洞庭湖团洲垸堤防特大决口高效封堵关键技术

2024年7月5日,湖南华容县洞庭湖团洲垸一线堤防发生溃决,最终形成口门宽度226 m、平均水深超10 m的特大决口。中国安能建设集团有限公司受命迅速牵头制定“石碴戗堤沿原堤线立即封堵”方案,创新“机械化双向立堵+船舶水上抛投”战法、多料掺混抛填及船舶集群抛投技术、戗堤两侧坡面复合防渗防浪体系设计,集成采用水陆空立体侦测和数据融合技术,解决了特大决口快速高效封堵的技术需求和湖区与垸内水位差复杂变化条件下戗堤防渗闭气难题。按“抢筑裹头→双向立堵+水上抛投→突击合龙→加高加固→防渗闭气”的程序,提前13.5 h实现戗堤封堵合龙,是堤防特大决口及时高效封堵的典型战例。