基于MIKE模型的山洪沟风险分析——以北京怀柔区龙泉沟为例

山洪灾害具有影响范围广、危害严重的特点,已成为防灾减灾中突出的问题。研究以北京怀柔区龙泉沟为例,基于现场调查、地形测绘等确定控制断面和临界水位,通过构建MIKE11HD-NAM耦合模型,获取水位—流量关系、降雨—流量关系,提出将不同土壤含水状况下1h、3 h、6 h、12 h及24 h的雨量预警指标作为立即转移指标;采用MIKE FLOOD构建MIKE11-21耦合模型,模拟分析沟道不同土壤含水状况、降雨历时、降雨量级下的淹没风险,结果表明龙泉沟防洪能力不足。研究为确定全市其他山洪流域预警指标提供参考,并为山洪灾害预案编制、预报预警及避险转移提供依据。

基于ArcGIS及Mike的山东省山丘区中小河流洪水淹没图编制

以山东省黄垒河为例,通过利用ArcGIS将河道实测数据嵌入区域数字高程模型(DEM)中,利用Mike11、Mike21分别建立河道一维、平面二维模型,并利用Mike Flood将一二维模型进行耦合连接。通过Mike软件计算分析河道的设计洪水水面线及洪水淹没范围数据,采用ArcGIS构建淹没范围内的高程模型,最终与研究区域地面高程模型通过栅格计算得到不同频率下的淹没信息,并结合高分卫星影像地图统计淹没对象。

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。

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耦合模型的塔洋河下游洪水演进分析

海南省塔洋河下游段降水丰富,洪水灾害频发,急需构建该河段洪水演进分析模型,为科学防洪减灾措施制定提供支持。基于塔洋河下游河段实测断面资料与高精度DEM,采用MIKE FLOOD建立河段一维水动力模型和两岸洪水威胁区二维水动力模型并实现两者的实时动态耦合,模拟分析下游河段50年一遇洪水漫溢演进过程及淹没风险,计算不同时段内洪水淹没范围和水深分布,并从水量平衡和流场分布等角度对计算结果进行合理性分析。结果表明,所建模型能够有效模拟塔洋河下游洪水演进过程及风险分布特征,计算结果较为合理可靠,可为区域防汛指挥、洪水风险管理与防洪预案制定等提供重要基础信息。

基于MIKE FLOOD的深圳市机场排涝泵站工程设计及运行模拟

为有效提升排涝泵站设计精度和操作适用性,以深圳市机场排涝泵站为例,基于MIKE FLOOD构建耦合了雨水管网、河道、泵站等工程设施的综合系统模型,对排涝泵站上游河道沿程水位的变化及排水需求进行模拟分析,并基于计算结果确定了泵站的设计规模及调度方式。结果表明,利用数学模型对排水系统进行适当概化和仿真模拟,基于设计降雨情景可对排涝泵站规模和运行规则进行精确地设计计算,可为城市排涝泵站工程设计提供技术借鉴。

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Mike Flood模型的老旧小区海绵化改造研究

在城市化进程中,由于下垫面透水性及滞水性能的明显降低,减弱了下垫面的雨水调蓄能力。文中以山西太原某老旧小区为例,运用Mike Flood模型模拟了小区海绵化改造效果。结果表明,适宜的海绵措施,能够有效降低小区洪峰流量和径流总量,并能有效改善小区局部积水问题。研究结果可为涵养局部水资源、增强小区防涝能力提供思路,为旧城海绵城市建设提供参考。

MIKE模型在国内洪水模拟中的应用研究进展

数学模型是洪水研究的重要工具,对比目前常用的洪水模拟数学模型,MIKE模型自开发以来因其界面简单、功能强大等优点应用广泛。文中探讨了MIKE模型在国内洪水研究领域的应用主要可分为洪水风险分析、水量调度设计、生态效益研究三方面,且具有从河道内到河道外、耦合模型替代单一模型的趋势。并通过分析关键词突现频次得出耦合模型是MIKE模型应用于洪水模拟的研究热点。最后根据目前我国在模拟精度和模型参数等方面不足提出展望。

基于MIKE11模型的平原感潮河网城市防洪规划研究

平原感潮河网城市人口众多,经济发达,河道湖泊密布。随着近年来城市化的快速发展,城市防洪压力与日俱增。以海门市为研究对象,运用MIKE11模型对研究区域内河网及水工建筑物进行概化,在100年一遇降雨与潮位组合情况下,模拟计算现状和规划工况条件下区域内主干河道的最高水位,对比防洪规划实施前后研究区域内主要河道的水位变化情况,分析防洪规划带来的有利影响。计算结果表明在平原感潮河网城市的防洪规划中,MIKE11模型具有一定的应用价值。在改、扩、新建主干河道和沿江闸站等工程措施下,区域排水能力加大,并阻止长江高潮位的顶托倒灌,河道100年一遇设计水位明显降低。

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。

MIKE 21二维非恒定流模型在北京市延芳淀湿地洪水影响分析中的应用

为了研究拟建在北运河滩地上的延芳淀湿地对河道防洪安全的影响,控制湿地建设规模,不增加北运河50年一遇洪水出境洪峰流量,搭建了北运河MIKE 21二维非恒定流模型,模拟湿地建设前后北运河50年一遇洪水演进情况。采用2016年北运河"7.20"洪水监测数据,对模型进行了参数率定;分析了延芳淀湿地建设前后,50年一遇洪水下北运河河道及滩地槽蓄能力、河道水位、流速、流势等水力条件的时空变化。结果表明:滩地内建设延芳淀湿地降低了北运河槽蓄能力,减少了滩地消减洪峰量值,但通过调整湿地地形高程,仍能满足规划要求;湿地建设同时抬升了北运河洪水位,改变了洪水流势,对河道堤防建设有一定影响。研究成果不仅能够为延芳淀湿地的设计建设提供相关水力条件支持,也可以为北运河河道治理及防洪预案修订提供参考。

基于Mike模型的月亮泡蓄滞洪区洪水演算模拟

本文以月亮泡蓄滞洪区为研究对象,采用一维、二维水力学模型耦合演算方式模拟洪水演进情况。由于洪水演进过程分为河道和蓄滞洪区两部分,计算过程非常复杂,为了提高计算效率并且保证计算结果的准确性,采用DHI公司开发的MIKE软件进行模型演算。利用2013年实测资料对模型参数进行率定后,最大水位误差绝对值≤0.2m,最大流量相对误差≤10%,说明模型具有较高的精度,研究成果可为月亮泡蓄滞洪区防洪减灾提供技术支撑。

基于MIKE SHE的洪水模拟与尺度效应分析

以淮河黄泥庄流域为研究对象,构建用于洪水模拟预报的分布式流域水文模型MIKE SHE,根据参数物理意义以及率定的方式确定MIKE SHE的模型参数。选用流域出口控制站黄泥庄水文站1983年～2009年间的21场洪水资料,对建立的模型进行了模拟与验证。在此基础上,研究设定了5种网格大小及5种时间步长,探究时空尺度变化对模型模拟效果的影响。结果表明,MIKE SHE模型对时间与网格尺度大小均较为敏感,且在一定尺度范围内,洪峰与洪量随网格增大而增大,随时间步长增加而减小。