基于MIKE FLOOD耦合模型的深圳黄沙河片区内涝风险评估和改造分析

为解决城市内涝问题,以深圳市黄沙河片区排水分区为例,基于MIKE FLOOD平台,耦合城市雨水管网、水系及地形地物,建立城市内涝模型,模拟分析研究区2年一遇、10年一遇、50年一遇等不同重现期的排涝情景。结果表明:耦合模型能直观反映受涝区积水深度与积水时间,并随着重现期的增大,溢流点和充满的管道会增多;建立MIKE FLOOD耦合模型,发现黄沙河片区高风险区域面积1.6 km^(2),主要集中在坑塘立交桥、龙岗大道;中风险区域面积3.2 km^(2),主要集中在同富裕工业区、新联北路;低风险区域面积2.8 km^(2),主要集中在坑塘立交桥、坪梓路,并分析易涝点的成因,提出改造建议。

基于GIS-Mike Flood耦合模型的校园内涝模拟研究

针对合肥市某校园内涝问题,利用GIS解析卫星图像得到研究区五类下垫面分布信息,并进行汇水区的自动划分,再结合RTK设备实测高程点,得到了园区的3 m×3 m高精度DEM数据。进而分别采用Mike Urban和Mike 21构建了研究区内的一维管道模型及二维地表模型,并将两者在Mike Flood上进行了耦合。同时,在易涝区安装了流量计、液位计和雨量计,通过两场实测降雨对模型进行率定,并根据相关系数(R^(2))与Nash-Sutcliffe效率系数(E_(NSE))评判率定结果。最后,利用芝加哥雨型拟定了5、10、30、50年重现期的降雨情景,模拟得到不同降雨过程中节点与管道超负荷的严重程度、淹没范围与淹没深度。结果表明,该校园内涝主因是下垫面规划不合理,部分区域存在管线较长和集水范围过大问题,导致地面对雨峰径流吸收有限,管网超负荷情况严重,峰值雨水不能及时排出。

基于MIKE FLOOD的蓄滞洪区分洪能力研究

本文基于蓄滞洪区一、二维耦合模型,通过计算不同典型年洪水的蓄滞洪区分洪能力,得到蓄滞洪区最优运用方案。研究结果可为制定科学、合理、可行的蓄滞洪区启用条件提供技术及理论支撑,保障蓄滞洪区的分洪能力,使防洪效果最大化。

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。

基于MIKE FLOOD的中小河流溃堤洪水风险分析

近年来洪水引发的中小河流堤防溃决等洪水灾害风险问题凸显,因此进行溃堤洪水风险分析对于加强中小河流的洪水管理及减少溃堤洪水带来的损失具有十分重要的意义。以江西省罗塘河为例,借助MIKE软件中的MIKE 11、MIKE 21及其耦合模块对罗塘河遭遇10a一遇及20a一遇洪水进行溃堤洪水演进模拟。然后依据灾害系统理论从洪水的危险性和易损性两方面选择淹没水深、淹没流速、淹没历时等7个指标构建溃堤洪水风险评价指标体系。最后利用GIS技术与层次分析法对罗塘河洪水风险进行了评价。结果表明:洪水危险区面积为0.19 km 2,占研究区总面积的2.18%,主要分布在地势低洼的富港地区;重灾区和中灾区面积为1.25 km 2,占研究区总面积的14.37%,主要分布在重文和蒋元乐家;安全区为研究区域内洪水没有到达并且地物覆盖价值较低的地区,包括游家店、下胡、大塘杨家和马山等处。研究成果可为中小河流防洪规划、避洪转移等提供参考依据。

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。

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 FLOOD模型的城市洪涝灾害场景推演研究

城市洪涝场景推演是城市防洪排涝工作的基础。以洛阳市中心城区为研究区域,综合考虑城市管网、内河、地形等复杂下垫面因素,构建基于MIKE FLOOD的一维河道-一维管网-二维地表耦合城市洪涝仿真模型,采用两场降雨调研积水深、河道实测流量对模型进行了校准检验,积水点模拟合格率达到了81.25%和93.75%,模拟流量过程的纳什系数在0.79~0.96之间。模拟分析了不同历时、不同重现期情景下的淹没过程。结果表明:设计暴雨重现期小于20 a时,暴雨所产生的淹没范围较小,多集中在建筑密集的中心城区;设计暴雨重现期大于20 a时,暴雨所产生的淹没范围明显增大;重现期小于10 a时,淹没面积随着重现期增大明显增大;重现期大于10 a时,淹没面积增长趋于平缓。

基于MIKE FLOOD耦合模型的新建城区防洪排涝模拟研究

为有效应对城区暴雨洪涝灾害,基于MIKE FLOOD平台,将MIKE11、MIKE21和MIKE URBAN模型耦合,构建了城区内涝耦合模型。选取新建城区东山湖产业园进行模拟。由于产业园新区无实测水文资料,采用管道流量自检验法验证了所构建的模型的合理性,模拟结果与实际情况较吻合。结果表明,在遭遇强降水时,区内出现多个溢流点,道路出现不同程度积水,部分管道处于有压流状态,检查井也多数发生溢流,无法满足排水需求。针对园区防洪排涝存在的问题,提出内涝防治方案,以MIKE FLOOD为基础,实现低影响开发(Low Impact Development,LID)措施组合布设。措施实施后,园区内地表淹没面积减少,积水深度普遍降低,积水点出现积水的时间推迟且积水总历时减小,管道排水口流量峰值明显减小,排水流量峰值的出现延迟。研究为园区防灾减灾工作提供技术支撑,也为类似城区的建设提供参考。

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。

Mike Flood在中小河流洪涝风险分析中的应用

为了加强对中小河流的洪水管理,分别构建中小河流域水文学模型、Mike11模型以及Mike21FM模型,运用Mike Flood对一、二维模型进行耦合计算,对中小河流进行洪涝风险分析。以徐州市丰县复新河左岸地区为例,建立洪水演进数值模型,分析复新河的防洪能力以及不同暴雨情况下研究区内涝情况。结果表明:研究区域基本满足20年一遇防洪能力,部分中小河流排涝能力不足,导致部分地区内涝较严重。

基于MIKE FLOOD的洪泽湖周边滞洪区洪水演进模拟

基于实测断面资料建立了研究区的一维水动力模型,基于高精度DEM以及1∶10000地形图建立了研究区的二维水动力模型,并用MIKE FLOOD将一维模型和二维模型进行耦合,构建了洪泽湖周边滞洪区一、二维耦合的洪水演进数学模型。利用2003年历史洪水资料对模型参数进行了率定,并以2007年历史洪水资料进行了验证。以洪泽湖百年一遇设计洪水为模型上边界,二河闸、三河闸以及高良涧闸的现行调度方案的水位-流量关系为模型下边界,对洪泽湖百年一遇设计洪水方案进行模拟计算,当蒋坝水位达到14.33m时,洪泽湖周边滞洪区开始滞洪,得到开始滞洪后不同时段研究区内各类洪水风险要素的动态分布情况以及最大淹没水深、淹没历时,验证了模型的合理性,可用于蓄滞洪区洪水演算分析。

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的暴雨积涝模型在川沙地区的应用

前期以上海市浦东新区惠南镇为研究区域,以MIKE FLOOD为平台,耦合MIKE URBAN与MIKE 21,搭建暴雨积涝模型。将其应用于浦东川沙地区,以提高应对内涝灾害的能力。选取"2015-06-17"降雨灾情验证模型,并取得较好结果。应用模型评估研究区域现状雨水管网排水能力,大部分管道不满足1年一遇降雨的设计要求。分析主要易涝点及积水原因,模拟不同降雨重现期和不同水位边界工况下的积涝,以及评估对应的内涝风险,从而为防汛部门提供排涝减灾对策依据。

基于MIKE FLOOD的杜家台分蓄洪区运用调度研究

运用MIKE平台建立杜家台蓄洪区行洪道MIKE11一维河道模型,模拟并分析了红星垸堤刨毁前后的分洪道行洪能力。同时搭建MIKE21分洪区二维模型,并利用MIKE FLOOD动态耦合一、二维模块,以此为平台研究杜家台分蓄洪区分蓄汉江夏、秋洪水与长江洪水时的调度工况。结果表明:红星垸堤刨毁后分洪道宽度增加,显著降低了该处分洪道上游的洪水水位,提高了分洪道分洪能力;汉江低量级来水情况下,杜家台只需运用南区1~4垸分洪,而高量级来水下杜家台需运用1~7垸分洪;长江分洪时,处于下游的第6垸分洪能力显著,最终可解除第7、9垸的风险,只需运用1~6垸。现有防洪工程中第5、6垸分洪速度较慢且分洪量小,而处于最上游的第2垸分洪量大且分洪较快,导致与其相临的1~4垸洪水超高,危及7、9垸,故7、9垸堤顶亟待加高,同时5、6垸分洪能力需要增强。

基于MIKE FLOOD的城区溃坝洪水模拟研究

大坝安全不仅影响工程效益,还影响人民的生命和财产安全,溃坝洪水模拟可以对水库大坝的失事影响做出评估,对制定应急预案和防洪减灾具有重要意义。以深圳市龙华新区民治水库及下游片区为研究对象,基于MIKE FLOOD将MIKE11模型和MIKE21模型进行动态耦合,对溃坝洪水在下游的演进过程进行仿真模拟。模型采用瞬间溃(瞬间部分溃和瞬间全溃)以及逐渐溃两种溃决方式,分别模拟4种工况下的溃口流量过程线以及下游洪水演进过程。结果表明:瞬间溃的洪峰流量较大,出现在溃坝开始时刻,而逐渐溃的洪峰流量相对较小,出现在渗透破坏变形发展至上部坝体坍塌时刻,之后均随库区水位逐渐降低,下泄流量变小,直至库区水体排空。溃坝洪水对上游地区横岭村附近破坏较大,淹没水深较深。民治河中游段居民和商业区附近洪水流速接近5 m/s,对建筑物有一定破坏力,左侧向南村地势较低,淹没情况最为严重,并且在洪水消退后仍有3 m左右积水。民治河下游地区在洪水消退后也有少量积水。

基于MIKE FLOOD的典型滨湖城市排水防涝系统规划

为了评估巢湖市城市排水(雨水)防涝风险状况,应用MIKE FLOOD软件对巢湖城市排水防涝系统现状进行计算机建模。结合巢湖市排水防涝系统具体的现状资料提出了适宜的一维管网和二维耦合建模技术路线,应用积水点宏观校准方法进行了模型验证,采用短历时和长历时设计降雨对内涝风险进行了评估,可为城市排水防涝综合规划编制提供借鉴。

基于Mike Flood模型的丘陵地区叉网式河流洪水风险分析

针对丘陵地区叉网式河流洪水因地形地势复杂和民房散乱等因素引起的控制管理难度较大且居民生命财产安全易受到威胁等问题,以江西省修河郭家滩至安坪港段为研究对象,基于Mike Flood模型将Mike11一维河道模型和Mike21二维洪泛区模型进行动态耦合,对实际洪水在研究区的演进过程进行数值仿真模拟,以及计算出不同频率设计洪水条件下研究区行洪过程和淹没范围,分析可能受灾地区的淹没程度及数种风险要素。结果表明:文中所建模型较好地模拟丘陵地区叉网式河流在5种不同频率下的洪水演进过程,有效预测了相应频率降雨下洪水的淹没范围及流态等情况,可为丘陵地区的洪水风险预报和紧急避洪转移工作提供决策依据和技术支撑。

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模型的西北城市河道橡胶坝群洪水风险分析研究

由于西北城市河道比降大,暴雨和山洪形成河道洪水突发性强,河道橡胶坝群的修建改善了城市生态环境,同时也客观上增大了城市洪水风险。基于MIKE FLOOD水动力学模型,对西北城市橡胶坝群河道典型案例进行了一二维耦合水动力学模型计算,研究了在河道遭遇大洪水时橡胶坝群未塌坝运行的洪水动态演进情况,定量计算了对城市可能造成的淹没情况以及洪灾损失,指明了橡胶坝群未按照防汛预案采取度汛措施而造成的潜在洪水风险,并且提出了降低城市河道橡胶坝群洪水风险的建设管理措施。