基于SOBEK的黄河口一维水力学模型适用性研究

基于黄河口生态环境需水及其配置研究的需要,以平水年洪水过程资料为基础,在黄河下游河口段建立了一维河流数学模型,对年度内及年际间的流量水位过程进行模拟,研究模型的适用性。结果表明,模型在冬季冰冻期内的适用性较低,主要原因为冬季冰封期使模型运用条件发生改变,模拟结果出现误差;去除冰封时段后,模型适用性得到恢复,满足河段的年内应用;而年际间模拟结果表明,河床高程变动是影响模型精度的主要原因,在充分考虑河床的冲淤变化后,经适当校正,模型在河口段仍具有较高的适用性。

SOBEK在突发性水污染事件中的应用

SOBEK是荷兰Delft水力研究所开发的、用来模拟和管理各种水环境问题的综合软件包,具有基于GIS的用户图形界面,一维流、二维坡面漫流、降雨径流及一维地貌、一维水质和实时控制模拟等模型,水动力一维、二维、三维模拟引擎是其计算内核,是一个具备开放过程库和开放式模型公共接口(OpenMI)两种方法的、采用一体化方法软件环境的开放式系统。以黄河下游干流突发性水污染事件为例,选择0号柴油作为特征污染物,应用SOBEK软件,模拟污染物在黄河下游干流断面的浓度变化和迁移转化过程,推算支流污染团入黄时间、过程和总量;通过分析污染事件监测数据,对SOBEK软件在黄河的适应性及模拟精度进行了分析,对软件在突发性水污染事件预警预报系统中的应用进行了探索。

基于SOBEK模型的浦东新区防汛管理措施研究

基于浦东新区防洪排涝预报预警管理措施研究的需要,以浦东水利片河网模型为基础,通过设计不同等级的全流域面雨量,应用模型进行模拟计算,得出浦东新区临界安全雨量及不同梯度雨量下的防汛管理措施,为浦东河网防汛应急调度提供参考依据。结果表明,浦东水利片河网模型具有较高的适用性,其结果可作为浦东防汛管理和排水系统改建工程的依据。

基于SOBEK的江阴市城区洪水风险图编制研究

江阴市经济高度发达,但处于太湖流域平原河网特殊的地理位置和城市格局使得江阴市区面临外洪与内涝的双重夹击,江阴市城区具备良好的试点条件。借助SOBEK模型,构建集成流域水网和城市管网及地面2D漫流模型,进行流域层面洪水分析及区域层面内涝分析,评估江阴市城区潜在的外洪内涝风险,绘制城市级别的精细化的洪水淹没风险图。洪水风险图的绘制为防洪工程规划设计、防汛抢险应急预案的编制等提供科学的决策依据。

基于Sobek软件的水体交换计算分析及后处理技术研究

应用Sobek软件的水动力水质模块对横琴中心沟水系非稳态浓度扩散过程进行了数值模拟,采用FORTRAN语言程序实现计算结果的后处理,并对AutoCAD进行了二次开发,执行效率较高,将一维计算结果转换成直观的平面分布图和动画,形象生动,较好地展示了数模成果,为下一阶段的水动力控导提供技术支撑。

基于Sobek软件的水体交换计算分析及后处理技术研究

应用Sobek软件的水动力水质模块对横琴中心沟水系非稳态浓度扩散过程进行了数值模拟,采用FORTRAN语言程序实现计算结果的后处理,并对AutoCAD进行了二次开发,执行效率较高,将一维计算结果转换成直观的平面分布图和动画,形象生动,较好的展示了数模成果,为下一阶段的水动力控导提供技术支撑。

HEC-RAS及SOBEK-RURAL软件推算山区天然河道水面线

阐述了HEC-RAS及SOBEK-RURAL软件的计算原理,并对计算结果进行了对比分析。结果表明:HEC-RAS软件的水位计算结果比SOBEK-RURAL软件的水位计算结果稍大,但基本一致;HEC-RAS软件的流速计算结果比SOBEK-RURAL软件的流速计算结果偏小。不同频率洪峰流量下,二者水位差值和流速差值沿程变化基本一致。在山区天然河道水面线计算中,应结合实际情况,对二者选择采用。

基于流域视角的基加利市洪水模拟与治理思路研究

近年来卢旺达基加利市强降雨事件引发的洪水问题日益严重,为了治理城区内10个洪水风险点,需要站在流域视角分析城区上下游洪水以及城区洪水与流域洪水组合影响。通过构建水文水动力耦合模型,从流域视角定量模拟土地利用类型变化、NBS以及初步工程措施对洪水淹没的影响,支撑洪水治理综合措施方案的设计。模型分析表明:在100a一遇设计降雨条件下,采用NBS后约3.2%的淹没区域得到缓解;疏浚河道利用漫滩调蓄容积并对风险点位桥涵进行改扩建,能消除风险点的淹水问题;在上游河段设置调蓄水库时对下游淹没缓解效果明显。通过采用模型分析方法,可更好地为治理洪水风险制定适宜策略,为防洪措施的设计和实施提供了有益的指导。

基于洪涝灾害控制目标的河网结构-调蓄能力情景模拟研究

采用SOBEK软件平台构建平原河网模型,模拟不同情景下河网结构变化对河网削减洪峰能力的影响,尝试找到能够有效调控洪峰的河面率范围和河网结构参数。研究表明,在不改变河面率的情境下,支流的交汇角度小,交汇点在干流上游时河网削减洪峰能力相对较大;在提高河面率的情境下:随河流弯曲度增大调蓄能力增大,当弯曲度为2.8时河流单位面积削减洪峰的能力达到峰值;随河面率增大河网削减洪峰能力增强,但单位河面积削峰效率存在峰值,模拟得出河面率为3%～5%时,单位河面积增量的削峰效率最强;增加支流面积比增大干流面积能更有效地改善河网的调蓄功能。

几种水面线推算方法的比较

介绍了明渠恒定均匀流法、天然河道水面线系统、HEC-RAS软件及SOBEK软件4种常用的水面线推算方法,并对不同河道进行了水面线推算,然后对计算结果进行了对比分析。结果表明:对于坡度较小且沿程顺直、断面规整的河道,若下游起始水位对上游河道水位影响较小,则可用明渠恒定均匀流法进行水面线推算;若下游起始水位对上游河道水位影响较大,则可采用天然河道水面线系统进行水面线推算;对于断面不规整的缓流河道,水位推算结果大体呈天然河道水面线系统>HEC-RAS软件>SOBEK软件的趋势;对于急流河道,HEC-RAS软件推算的水位比SOBEK软件推算的水位偏高。

雨水调蓄池改善河道水环境质量的效应分析

研究了建设雨水调蓄池对上海市桃浦河水质的改善效应,模拟结果显示：（1）雨水调蓄池改善河道水质的效应随着其容积建造标准的提高而增大;（2）设计容积6 000 m3和12 000 m3雨水调蓄池运行时,在平均流速0.15 m/s的水动力条件下,对下游550 m河道断面瞬时COD浓度降低范围分别为27-101 mg/L和47-180 mg/L;（3）在上述模拟条件下,雨水调蓄池运行时,可使下游河道550 m河道断面溢流事件时全过程的COD通量浓度分别下降57 mg/L和88 mg/L。

浦东新区洪涝预报预警系统构建与应用

浦东新区受其地理位置和气候条件的影响,容易遭受风暴潮洪的侵袭。为防范洪涝风险,在前期大量信息化建设的基础上,提出了浦东新区洪涝预报预警系统的构建方法,涵盖系统框架设计、数据集成、平原感潮河网水力模型和强排区雨水管网一二维耦合模型构建、保障系统稳定运行设置以及系统应用模式设计。该洪涝预报预警系统已在“云雀”“温比亚”“米娜”“利奇马”等台风期间进行了应用实践,可为浦东新区水雨情和汛情形势分析和趋势预测提供量化支撑,辅助防汛管理。

苏州河储存式雨水调蓄池水环境质量改善效应分析

以上海市苏州河环境综合整治二期工程中建设的5座储存式雨水调蓄池为研究对象，探究了单座及多座雨水调蓄池联动运行对苏州河水质的改善效应。模拟结果显示：①雨水调蓄池对河道水质的改善效应随着其容积建造标准的提高而增强，随着水动力的增强而减弱。②5座调蓄池分别单独运行时，在断面平均流速分别为0.50、0.30和0.10m／s的条件下，可使苏州河河口断面最大瞬时COD浓度分别降低（21～92）、（34～139）和（90～264）mg／L，使平均COD浓度分别降低（13～55）、（20～84）和（53～157）mg／L。③5座调蓄池联动使用时，在上述3种水动力条件下，对河口断面最大瞬时COD浓度的削减效应无叠加。④在上述3种水动力条件下，5座调蓄池联动运行可使河1：7断面溢流事件全过程的COD通量浓度分别下降13.2、13.8和14.4mg/L。