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。

基于MIKE FLOOD模型的湟水河上游洪水风险评估

湟水河上游段属于典型的山区性河段,河道比降大,暴雨洪水的突发性强,洪水流量大,历史短,具有巨大的破坏力,严重考验着河流的防洪能力。通过MIKE FLOOD耦合模型建立一二维水动力学模型评估现有防洪工程的防洪能力,预测了湟水河上游遭遇10年、50年、100年一遇洪水时的洪水风险情况,并且根据预测结果提出了相应的工程改进建议,为该地区的防洪救灾提供了技术支撑;同时根据计算结果也表明MIKE FLOOD耦合模型在山区性河流的风险评估中具有良好的适用性。

基于MIKE FLOOD模型的鹰潭市内涝弹性分析

针对近年来日益严重的城市内涝问题,利用MIKE FLOOD模型模拟了鹰潭市月湖新区在遭遇1 a、3 a、5 a、10 a及20 a重现期降雨时的内涝淹没状态,研究了在不同重现期降雨下城市内涝形成及恢复的完整过程。根据模拟结果统计研究区在各个重现期降雨后的淹没网格数变化,基于系统性能分析研究鹰潭市月湖新区排水内涝弹性,进一步分析研究区对各重现期降雨灾害的防御与恢复能力。结果表明:在不同重现期降雨下,研究区积水面积基本都在65 min左右达到最大;在遭遇1~3 a低重现期降雨时,研究区排水系统性能变化更为敏感;降雨重现期越低,系统性能恢复越快、越好。

MIKE FLOOD模型在普宁市城市内涝风险评估中的模拟与应用

针对城市内涝风险频发,运用MIKE FLOOD模型对普宁市中心城区的内涝情景进行模拟,结果表明该模型适用于城市内涝风险评估。评估结果表明:随着城市不断发展,下垫面硬化率逐年提高,雨水下渗率逐年降低,排水管网负荷越来越大,旧的排水管网系统采用的设计标准较低,已经无法满足现状城市排水需求,且老旧管网结构性缺陷、功能性缺陷较多,暴雨来临时路面雨水无法及时排放,致使城市容易出现内涝。

基于MIKE FLOOD模型的老城区内涝防治研究

针对老城区内涝问题,以徐州市泰奎大沟排水分区为例,利用MIKE FLOOD模型,采用系统性治水思维,耦合城市雨水管网、水系及地形地物,分析评估现状以及规划方案下的积水深度与积水时间,剖析老城区现状内涝成因,并提出新建截洪沟、完善雨水管网系统、增设河口泵站、增加雨水调蓄池等多种措施为一体的综合治理方案。模拟结果显示,在规划方案中,积水深度<15cm、积水时间<1 h,表明所提出的内涝治理系统化措施合理,可为老城区内涝防治提供基本思路。

基于一维和二维动态耦合FLOOD水动力模型的漓江洪水风险分析

基于漓江干流及两岸地形、断面数据,构建一维和二维动态耦合FLOOD水动力模型,并对模型率定与验证。模拟漓江天然洪水和考虑漓江上游水库联合调度作用下两岸淹没情况,对漓江干流两岸洪水进行风险分析,为漓江流域精准预报、水库防洪调度、预警、效益分析打下坚实基础。

基于MIKE FLOOD耦合模型的城市内涝模拟

基于MIKE FLOOD平台,将MIKE URBAN和MIKE 21模型耦合,建立城市内涝模型,对湖南省新化县典型区域的排涝情景进行模拟,结果表明该模型适用于城市内涝风险评估管理。评价结果表明,新化县目前建成的城市管网仍存在部分不合理的管段,水量难以立即排入资江或花山渔场,使老城区的整体排水能力受限,部分区域达不到设计规划的排水标准;城内主要的调蓄湖泊及暗渠均能满足20年一遇的设计标准;虽然现有的泵站系统能满足排水的需要,但区域内的5处易涝点仍需要采用对应的处理方案。

MIKE FLOOD模型应用于南昌排水防涝综合规划

以DHI公司开发的MIKE FLOOD水力软件为工具,实现了城市管网、河道及二维地形的耦合模拟,完成了南昌市排水防涝综合规划的设计任务。结合此次规划,指出在软件的具体应用中应注意的若干问题并提出解决方法,包括排涝区域的划分、模型的概化、汇水面积的划分、雨型及标准的选择、全局与局部的结合、评价方法的选择及改造措施的原则,为今后的规划设计工作提供了一定的借鉴。

MIKE FLOOD耦合模型在城市超标准洪水防御预案中的应用

针对洪水对城市居民生命财产安全造成严重威胁的问题,以亳州城区为例,构建MIKE11、MIKE21、MIKE FLOOD为一体的洪水计算模型,模拟了城区险工险段堤防溃破后的洪水淹没情况,计算了超标准洪水下的淹没水深、流速及hv等风险要素,进行了风险分析,并以此为根据提出了合理的防御预案,为城市的防洪救灾提供了技术指导。

基于MIKE FLOOD数学模型的邯郸市娄里水库建设前后对下游防洪效果研究

以邯郸市娄里水库为研究对象,运用MIKEFLOOD数学模型对不同重现期洪水及典型洪水进行演进分析,结果表明,娄里水库建设后对不同重现期以及典型洪水都具有明显的削峰效果,可保护坝址下游永年城区、洺河两岸的村镇和耕地,减轻下游大陆泽和宁晋泊缓滞洪区防洪压力。

基于Flood Area模型的邢台市小马河流域暴雨洪涝灾害风险分布特征

利用邢台市小马河流域26个区域站2014—2019年及周边7个国家站1980—2019年的逐日降水资料,基于泰森多边形法和MuDFiT软件计算不同重现期面雨量。运行Flood Area模型对该流域不同重现期下的淹没范围进行模拟,基于此叠加承灾体数据,得到各承灾体受损率。为验证模拟结果的准确性,选取2016年7月19—20日强降雨过程对百年一遇暴雨洪涝灾害风险分布特征进行验证,结果与模拟淹没范围基本一致。研究表明随着重现期不断增大,洪水逐渐向中下游地区推进,淹没范围不断扩大加深。当淹没深度在0.1~0.3 m及1.0 m以上时,林地受损率最高,淹没深度小于0.1 m时,林地受损率最低。人口、GDP、城镇用地、耕地、草地等其他承灾体淹没深度在0.1 m以下时受损率最高,在0.1~0.3 m时受损率次之,在1.0 m以上时受损率居中,在0.3~0.5 m时受损率较低,淹没深度位于0.5~1.0 m时受损率最低。

基于MIKE FLOOD的南方滨海新城雨水管网系统评估

针对南方滨海新城降雨集中、雨量大、洪潮影响突出等特点,以深圳市大空港海洋新城南部排水分区为例,运用MIKE FLOOD模型,采用系统性综合思维,耦合城市雨水管网、洪潮遭遇水位以及地形,评估雨水管网在遭遇不同频率降雨时的管内流量、流速以及充满度,并分析淹没出流对雨水管网系统的影响以及地面积水响应。模型结果表明:规划方案雨水管网安全性高,地面积水无明显积水,但设计管网整体富裕度较大,大部分管段充满度较小、流速较大,存在优化空间,该评估方法为滨海地区雨水管网建设提供基本思路。

基于MIKE耦合模型的绿化率对城市内涝影响研究

为了进一步了解强降雨条件下城市内涝的形成过程及地表淹没情况,以西安市新城区为研究对象,设定不同比例的绿地面积,建立了城市洪水的MIKE FLOOD耦合模型,对比了不同情景下城市绿化对地面积水和内涝风险的削减效果。结果表明:随着城市绿化面积比例的增加,3、5、10、20年一遇降雨下的积水淹没范围得到了有效控制,其中绿化面积比例为35%时削减效果最为明显。研究区0.05 m以上水深的淹没面积比现状分别减少了20.64%、20.83%、18.42%、18.40%;积水历时20 min以上的淹没面积比现状分别减少了31.18%、24.40%、24.55%、23.33%;内涝风险总淹没面积比现状分别减少了30.26%、23.98%、23.25%、23.07%。随着降雨重现期的增加,城市绿化对内涝的削减效应会减弱。

NbS在城市雨洪韧性规划中的应用研究

城市雨洪灾害的产生与气候变化、土地利用、防洪排涝基础设施空间布局等密切相关。大量研究证实,单一依靠市政改造雨水管网的传统做法工程成本高、改造难度大,实际效果不理想。而基于自然的解决方案(Nature-based Solutions,Nb S)倡导对生态系统的最小干预,将灰蓝绿基础设施有机结合,为城市雨洪韧性规划提供了一种新思路。采用“理论研究+应用案例”相结合的方法,首先分析了将Nb S理念应用到城市雨洪韧性规划中的切入点,提出Nb S视角下城市雨洪韧性规划的一些思考;其次,应用MIKE FLOOD模型,对场地雨洪风险进行评估;最后,结合应用案例特点,以堤防岸线、水系网络、水位管理为抓手,阐述了Nb S理念在城市雨洪韧性规划中的具体方案。结果表明,Nb S视角下的城市雨洪韧性规划方案具有可行性,以期共同推动Nb S实施行动。

“21·7”郑州极端强降水过程在贵阳市的推演

基于降水实况资料、高度场和风场再分析资料,对比分析了郑州“21·7”降水与贵州省“14·7”降水的成因,并利用Flood Area淹没模型对假定发生在贵阳的“21·7”强降水过程进行过程推演。结果表明:贵州省1 h、3 h、6 h、24 h极端降水量的空间分布特征基本相同,均具有自西北向东或向南递增的分布规律。西太平洋副热带高压、台风、高空槽、低涡切变均是郑州“21·7”和贵州“14·7”降水过程的重要影响系统,但系统的位置却大不相同,并且地形抬升作用对“21·7”降水过程至关重要。若郑州“21·7”降水发生在贵阳,贵阳淹没深度>2.4 m的区域将集中出现在云岩区和南明区的交界处、白云区中部、乌当区南部、花溪区北部,占贵阳市总面积的6.8%。对选定区域进行淹没模拟显示,随着降水量的增大,选定区域内淹没深度>2.4 m的增幅网格数呈现先增多后减少的变化趋势,而淹没深度>2.4 m的网格总数变化呈现前后增加缓慢、中间快速增加的变化特征。选定区域内各时次的淹没深度>2.4 m的网格总数和增幅网格数分别与各时效累积降水量和逐小时降水量呈明显的正相关。

基于MIKE管网的内涝风险评估及泵站规划--以某泵站为例

为提高阳江市四围地区的排涝能力,基于构建的MIKE FLOOD耦合模型,对所设计的阳江市四围地区泵站进行内涝风险评估。结果显示,方案一更节省成本且占地性价比较高。该方案实施后,玉沙、那格、四围、岗列在方案实施后的积水高峰值比方案实施前分别低0.42、0.11、0.31、0.06m;施工后最大充满度大于4的管道数目占比较施工前少2%。表明所设计的泵站不但能较好地满足排水需要,也能为解决城市内涝问题提供参考与借鉴。

极端降雨条件下濮阳市马颊河流域水灾害风险研究

近年来,极端降雨事件频发,给城市健康发展带来阻碍,北方平原城市存在降雨量偏少、地势平坦、河流水动力不足等现象,在面对超标准暴雨事件时,存在较大风险。以北方平原城市濮阳市马颊河流域为研究对象,基于MIKE FLOOD平台构建一维河网-二维地表模型相耦合的大尺度洪涝数值模拟模型,利用实测水文数据,对模型关键参数进行本地化处理,对100 a一遇降雨及极端降雨条件下区域洪涝状况进行了研究。研究结果表明,当河流糙率取值0.031、居民用地糙率取值0.08、有植被覆盖的土地糙率取值0.025、空地糙率取值0.028时,模型模拟精度较高。两种暴雨条件下,清丰县城、濮阳市区、濮阳县城受灾情况较为严重。极端降雨条件下,受灾面积、淹没水深、淹没时长均明显增加,受灾规模呈显著扩大趋势,积水深度超过1 m区域面积最大可达315.5 km^(2),是100 a一遇降雨的6倍。极端降雨条件下,高风险区域面积达100 a一遇降雨的6.26倍,灾害风险严重程度显著上升;遭遇极端降雨时,应提升应急反应速度,加强防御能力,多措并举保障人民生命财产安全。

大凌河下游洪水演进分析

基于高精度DEM数据和大凌河下游河段断面实测资料,利用一维、二维水动力学模型构建MIKE FLOOD洪水演进实施动态耦合模型,对50 a一遇的洪水淹没风险与满溢演进过程进行模拟分析,然后从流场分布与水量平衡的角度计算不同时段的洪水淹没水深、分布范围。研究表明:所构建的MIKE FLOOD耦合模型具有较高的合理性与可靠性,模型能够比较客观、准确地反映大凌河下游洪水风险分布特征与演进过程,可为流域防洪预案的制定、洪水风险管理及防汛指挥提供一定决策依据。

围填海工程对广海湾海域水动力环境影响分析

文章基于Mike Flood平台,建立了广东省台山市广海湾一、二维耦合水动力数学模型,分别模拟围填工程实施前后广海湾海域的潮流场,通过对比工程前后的潮流特征,分析了香港惰性拆建物料台山处置区建设对广海湾海域的影响范围及影响程度。相关成果可为围填海工程建设对广海湾水动力环境影响分析提供科学依据,可用于指导广海湾海域的管理决策。

高度建成区内涝防治标准提升策略研究

对于高度建成的城市区域,如何进一步提高内涝防治标准,在用地空间受限的条件下进一步完善内涝防治体系,是当前亟待探索的问题。以深圳市的内涝防治标准提升策略为例,对源头优化、竖向调整、管网提标、立体行泄、多元调蓄、洪涝共治等措施的要点和适用性进行分析,并结合典型流域,构建Mike Flood排水模型,对不同的内涝防治应对方案进行效果评估。结果表明,在100年一遇的降雨条件下,通过因地制宜地应用内涝防治综合措施,能够减少85%的易涝风险区面积,效果显著,可为其他类似条件下的城市内涝标准的提升策略提供借鉴。