基于MIKE11模型的平原城市超标准洪水调度方案研究

由于全球气候变暖和更频繁的极端降水事件,未来几年平原城市超标准洪水灾害的发生频率和强度预计将会继续增加。聊城市地处黄河下游、鲁西平原,是山东省历史上遭受洪涝灾害最多、最重的地区之一。面对可能发生的超标准洪水灾害,本文建立MIKE11河网水动力模型对其进行洪涝模拟,提前制定超标准洪水调度方案,科学利用工程与非工程工程措施在市域范围内形成联合调度模式,保障城市的防洪安全。结果表明,调度方案能够满足聊城市防御目标和保护对象的要求。超标准洪水三道防线和中心城区独立防洪圈建成后,即使遭遇超标准洪水,也可有效保护聊城市及中心城区的防洪安全。同时,调度方案考虑到聊城市未来规划建设,既解决了中心城区现状河道数量较少,调蓄能力不足问题,又布置了闸泵工程设计河道排涝出路,进一步提升了聊城市的防洪排涝能力。本文的研究结果也为我国同类平原城市洪涝调控提供了新的理论依据,具有参考意义。

基于MIKE11和HEC-RAS的模拟水面线比较及敏感性分析

应用HEC-RAS和MIKE11模型对淮河踅孜镇到淮滨站河段进行水面线计算,采用相同河道、断面、流量数据、下游水位流量关系、糙率等,推算水面线并与真实数据对比,计算了模型的精度,并对模型中涉及的主要水文参数——河道坡度和河道糙率进行敏感性分析。计算结果表明,MIKE11水动力模型推算的水面线精确度更高,其水位结果也略高于HEC-RAS模型,更加适用于研究区,经计算,MIKE11模型对糙率更为敏感,两个模型对河道比降均不敏感。

基于MIKE11模型的乌塔沟洪水演进模拟

为解决汛期乌塔沟可能发生的水位超标准问题,笔者基于MIKE11原理,构建乌塔沟洪水演进计算模型,结合现有流域区域水文相关资料,计算在不同频率、不同工况、不同下游水位条件下乌塔沟洪水不同节点的水位和流速,模拟洪水演进过程。通过控制上游节点水位保证度汛安全,为工程决策提供数据支撑。

基于MIKE11的截流河沿河休闲带景观阻水分析

为分析景观及桥梁等涉河建设内容对河道行洪的影响程度,以大空港截流河上沿河休闲带景观及两座人行天桥为例,运用MIKE11一维模型,模拟截流河工程建设前后河道水位变化,分析得出工程建成后阻水影响程度,可为景观及桥梁建设方案提供科学依据。结果可为跨河建筑物壅水特性影响分析与河道防洪演算提供经验参考和理论依据。

基于MIKE11模型的淮河息县段水文模拟分析

淮河息县段现有防洪工程仅存在零散建设的土质堤防,防洪能力薄弱,防洪形势严峻。为深入了解淮河息县段洪水特征,采用DHI MIKE11软件构建淮河息县段河道一维水动力学模型,并利用实测洪水资料进行率定和验证。利用已建一维河道水动力学模型,分析计算淮河干流遭遇10年一遇、30年一遇洪水的计算水面线与两岸高程关系,分析计算遭遇干流10年一遇洪水时,各支流入淮河段回水水面线的影响范围。

基于MIKE11的合流制截流倍数优化

文章以安徽阜阳地区界首市界临河为例,以化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)和氨氮为指标,按照排放的污水水质、污染物质量浓度差异,将研究区域划分为工业区、居民区、城中村3个区域,采用取最值法,将区域内溢流口概化为连续恒定的污染源,并设计分质截流倍数,建立MIKE11水动力水质模型;从降低河流中污染物质量浓度、提升动态水环境容量2个方面,对比分质截流与传统截流的截流效果。结果表明:采用传统截流倍数时,界临河中河长制断面处,ρ_(COD)、ρ(NH_(3)-N)分别降低28%、25%;采用分质截流倍数时,ρ_(COD)、ρ(NH_(3)-N)分别降低39%、32%;在COD和氨氮的动态水环境容量方面,分质截流比传统截流分别提升30%、16%,可见分质截流对河流水质改善效果优于传统截流。研究结果可为老城区截流式合流制排水系统改造提供参考。

基于MIKE11模型的长河动态水环境容量分析

为探究水环境容量的动态特征,明晰非感潮河流水体的污染治理方法,选取山西长河为研究水体,针对COD和氨氮两种污染物,采用MIKE11模型与传统一维水质模型法对比分析水环境容量计算结果。结果表明:1)MIKE11模型法下月均水环境容量史村断面COD为7.59g/s、氨氮为-0.09g/s;双河底断面COD为6.54g/s、氨氮为-0.11g/s;川底断面COD为20.89g/s、氨氮为0.21g/s;石淙头断面COD为19.63g/s、氨氮为1.11g/s。与一维水质模型相比展现出明显的动态特征;2)MIKE11模型法能更好的考虑水质现状、水文要素和排污情况等综合因素对河流水环境容量的影响,计算精度更高;3)丰水期水环境容量最大,枯水期水环境容量最小,其大小与流量流速等水文要素有着密切的关系。研究可为长河水环境保护与治理提供新的思路。

基于MIKE11的引排水改善平原河网水环境质量模拟研究

调控河道边界出口流量的大小可改变河道内水体流速和流向,从而可有效改善水体水质,改善效果与引排水规模、排水口布局等有关。以宁波市江北镇海平原河网区为例,选取模拟时段2022年10月1日至11月1日,以主要污染物NH3-N为指标,构建MIKE11水质水量耦合模型,考虑出流口泵站出流能力和维持流域最低用水量,通过3个出流口启、闭排列组合,设置出流口流量分别为9、18、24、36 m^(3)/s的28种出流方案,利用构建的水质水量耦合模型模拟分析不同方案下边界出口流量对水体流速及污染物NH3-N的影响,结果表明:①综合水动力水质因素,出流量为18 m^(3)/s时能更好的改善河流水动力条件与水质状况,出流口为24、36 m^(3)/s较大流量时,开放一或两个出流口,河道存在溢流风险,此时需多开启出流口,以保证防洪安全;②模拟后的最优方案可使平均流速达到0.056 m/s,NH3-N平均浓度下降至1.660 mg/L,水质改善率达17.0%,河道水质可从劣Ⅴ类提升至Ⅳ类或Ⅴ类水标准,为河流水动力水质改善提供参考依据。

MIKE11模型的糙率分析

本文以长江中游螺山—汉口河段为例,采用MIKE11模型进行一维河网水力计算,通过对比分析河道的模拟水位值与实测水位值,确定了糙率n=0.025及合理的模型边界条件。利用Morris筛选法,分析MIKE11模型的糙率灵敏度,计算结果表明,糙率在枯水期、平水期、丰水期的灵敏度都比较接近,但在丰水期的水位变幅要高于平水期和枯水期,枯水期和平水期的水位比较接近。本文以20000m^(3)/s流量为临界流量,根据流量的大小调节糙率。模拟结果表明,通过流量大小来调节糙率这种方式可以优化糙率的选取,提高模型计算精度。

基于Mike11水动力模型的城市内涝规划研究

随着我国城市化进程加快,城市洪涝灾害频繁。针对排涝河网水文条件复杂等情况,以南京江北新区为例,采用Mike11模型开展排涝规划布局及调度规则研究。结果表明,通过水系连通,优化排涝布局,可以增加水面蓄泄能力;优化排涝调度规则,汛前提前预降水位,能够进一步优化排涝效果,提高区域排涝能力。

基于MIKE11的杭州萧山机场排涝现状及优化提升研究

平原区河网尤其在机场处具有复杂的水文结构,防洪排涝工作至关重要。以杭州萧山机场为例,采用MIKE11构建一维河网水动力模型,通过已有排水泵站的不同开启工况分析其排涝现状,并针对其现状提出相应的优化提升方案。结果表明,杭州萧山机场西工作区现状整体排涝能力达不到20年一遇标准。在排涝优化提升方面,建议使用强排换调蓄,采用“强排为主,调蓄结合”的排涝思路,形成“骨干河道+强排泵站”的排涝总体格局。

MIKE11模型在珠三角河网区水质改善研究中的应用

珠三角地区河网水质改善是流域综合治理的重要一环,有必要对水质改善措施的达标性进行研究。以珠三角地区佛山市南海区北村水系为例,基于MIKE11一维水动力水质模型,以COD、NH_(3)-N、TP为特征指标,研究不同工程方案下河涌水动力及水质改善效果。结果表明:截污、清淤、引水等措施对研究河段的整体水质均有不同程度的提升,可达到水质改善的目的。随着截污、活水工程的实施,北村水系主要河涌典型断面处的水质基本可以达到Ⅴ类水质的要求,引水调水及CSO调蓄池实施后污染严重河涌观测断面污染物浓度下降超过70%,可为珠三角河网水质改善措施提供依据。

基于MIKE11模型的东江干流水面线演变分析

为研究近年来东江干流水面线的演变情况,基于MIKE11模型软件构建了东江干流一维水动力学模型,并分别采用2019年6月和2020年6月的洪水进行模型的率定和验证。用本次率定的模型进行水面线计算并与1991年行洪控制线和2005年水面线相比较,结果表明东江干流自20世纪80年代以来河床不断下切,导致相同流量下水位有下降趋势,符合实际情况。计算成果可为东江干流防洪治理工程的堤防、建筑物设计提供参考。

MIKE11模型在河道防洪评价中的应用研究——以深圳市观澜河为例

以观澜河4条支流口增设的汀步为研究对象,根据确定成灾水位、保证水位以及警戒水位的原则和洪峰流量成果,考虑选用MIKE11模型计算4个典型断面的特征水位对河道进行防洪评价。通过评价河道典型断面的防洪能力,确定各个河段的过流能力和防洪安全可靠性,为河道防洪治理规划和防汛调度安全提供一定的指导作用。

基于MIKE11模型的南涑河初汛期水质水量调度研究

北方冬春两季气候干燥,降水不具备形成径流条件,农田残留化肥、腐败有机物等污染物在沟渠内聚集。汛期沟渠内污染物随地表径流汇入河道,对干流河道水质造成影响。为研究初汛期污染物汇入对河道水质的影响,选择北方淮河流域重点河流南涑河作为研究对象,针对COD和氨氮,建立MIKE11模型模拟在初汛期随污染物汇入后南涑河水质的变化规律,探索最佳调度方案解决初汛期污染物含量过高的问题。研究表明,初汛期南涑河省控断面老屯桥不满足水质要求。通过模型模拟,截污能够保证初汛期南涑河省控断面水质满足水质目标。该方法为MIKE11模型的广泛应用提供基础,并为北方河道初汛期水质污染提供解决思路。

基于HEC-RAS和MIKE11模型分析锦江水面线

应用HEC-RAS和MIKE11模型,对成都市锦江流域的南河和磨底河进行了模拟分析。结果表明:同一模型不同计算方法时,恒定流和非恒定流计算结果差值较小;不同模型同一计算方法时,计算差值较大;在同一小流量下,HEC-RAS计算的磨底河水位比MIKE11的高;在同一大流量下,HEC-RAS计算的南河水位比MIKE11的低。非恒定流在模拟水流运动状态时,计算结果相对更加精准;建议锦江干流如府河、南河选用MIKE11计算水位,锦江支流如磨底河、浣花溪、沙河、桃花江等选用HEC-RAS计算水位。

基于MIKE11的调水引流改善平原河网水质方法

由于平原河网地区工业发展较快,其水资源难以承受巨大的环境压力,导致水环境污染严重。为此,该文基于MIKE11的平原河网流域水环境修复技术,以浙江台州某水系为例,建立MIKE11水环境模型,模拟平原河网流域水环境,设计低水引清和高水引清2种调水引流方法,修复平原河网流域水环境。结果表明:2种调水引流方案的平原河网流域水环境修复效果相当,不同河道的水环境修复效果各不相同,但氨氮浓度改善率均随引水时间的增加呈增大趋势。

MIKE11在复杂地理环境中的应用——以宁乡市城区河道整治为例

2017年沩水流域发生了大洪水,干流多处溃堤,洪水泛滥,宁乡城区受灾严重。文章以宁乡市城区河道为研究对象,运用MIKE11建立一维河道模型,对研究区域内河道及水工建筑物进行了概化。根据宁乡市城区未来规划情况,制定相应河道整治方案,模拟50年一遇设计洪水条件下不同方案中河道的分流和水面线。通过对比不同方案的水位降低效果,提出了河道整治的合理方案。计算结果表明,在城市防洪规划和河道整治中,MIKE11模型具有广泛的应用价值。

MIKE11模型在板过河河道整治工程中的应用

在板过河河道整治工程规划和设计中,采用MIKE11模型对河道设计水面线进行复核计算,并用于整治方案的优化设计评价。基于一维水动力学模型MIKE11模型HD模块,依次创建河网、断面、边界、参数、时间序列和模拟等文件,构建板过河MIKE11水面线计算模型。首先对工程设计水面线进行复核,在此基础上,分析河道规划设计底宽的经济性和合理性。研究表明,MIKE11模型在山丘区河道设计水面线模拟中具有良好的效果,可以用于提高类似工程规划和设计的可靠性和效率。

MIKE11模型在八滩渠地区河道及挡潮闸规模论证中的应用

八滩渠地区是渠北地区滨海县城东侧自排入海区域,区域涝水汇入三条八滩渠后通过沿海挡潮闸自排入海。随着南八滩闸、二罾闸闸下围垦养殖,闸下港道淤积,同时八滩渠区域主要排涝河道多年未进行疏浚,八滩渠地区的排涝能力已不能满足规划标准。为使八滩渠地区排涝能力达到设计标准,亟需对沿海挡潮闸进行拆建,并对主要排涝河道进行疏浚。通过采用MIKE11模型对八滩渠地区排涝过程进行分析计算,得出八滩渠地区现状工况基本达到五年一遇排涝标准;通过拆建南八滩闸、疏浚南八滩渠及沿线主要排涝支河,可以使八滩渠区域排涝标准提高到10年一遇。