河北省涿州市“23.7”洪水模拟反演分析及思考

河北涿州“23.7”洪水影响大、损失重。为分析其原因,以及为灾后的恢复重建与今后的防洪治理等提供参考思路,建立了涿州市相关区域二维洪水数值仿真模型,对涿州市“23.7”洪水进行模拟反演及淹没影响对比分析。结果表明:除极端暴雨引发的洪水量级大外,涿州市特殊的地理位置,防洪工程薄弱,蓄滞洪区内建设用地大量增加,是本次洪水影响大、损失重的主要原因。涿州市今后的防洪治理及其蓄滞洪区内的土地开发建设,除参考相关区域的开发经验外,更应加强防洪工程建设、完善洪水防御体系、加强蓄滞洪区的建设与管理,强化洪水风险分析及实时预报预警,提高公众的洪水风险防范意识等。

基于GPU并行计算和WebGIS的潖江蓄滞洪区洪水预报系统研究

洪水预报所采用的数值模拟涉及大量计算,模拟的结果需经多种专用软件处理后才能展示给用户,操作繁琐,无法满足蓄滞洪区防洪调度及应急抢险处置中迅速做出响应的需求。该文提出了基于GPU并行计算和WebGIS的洪水预报系统,旨在提高洪水计算的效率,延长预见期,并实现洪水演进的可视化。该系统基于最新的GPU加速的计算方法,利用GPU强大的浮点数运算能大幅提高洪水计算的效率,结合WebGIS技术,将水文-洪水演进模型的计算结果与水利底图无缝连接,以图表、图像和动画等形式直观展示洪水演变过程,使决策人员能直观地掌握蓄滞洪区洪水的演变过程,可为潖江蓄滞洪区的调度运用和防洪抢险提供帮助。

二维水动力数学模型在天然气管道穿越蓄滞洪区防洪影响分析中的应用

针对天然气管道穿越蓄滞洪区管线分布范围广,局部穿越河湖等重点区域的特点,采用基于MIKE 21软件的二维水动力数学模型,在模拟大区域洪水演进的基础上又兼顾局部重点区域的水情分析,为相应的防洪影响分析及冲刷计算提供基础数据。成果可为类似工程穿越蓄滞洪区的防洪影响分析提供参考。

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。

松花江流域防洪现状及重难点问题解决思路

松花江是我国七大江河之一,为适应防洪新形势及新变化,分析了松花江流域防洪工程体系现状与面临的问题,立足流域防洪实际和经济社会发展需求,结合水情、工情、社情变化,提出科学开展滩区围堤分类治理,明确蓄滞洪区启用条件,解决防洪重点难点问题,以期为构建与经济社会高质量发展相适应的现代化防洪工程体系、系统提升松花江流域防洪减灾能力提供参考。

海河“23·7”流域性特大洪水对防洪体系的考验与启示

根据海河“23·7”流域性特大洪水各河流的洪峰流量,揭示了本次洪水的特点,概括评估了防洪工程体系在本次防御洪水中的作用;在总结洪水对防洪体系实际考验的基础上,挖掘出以往防洪治理方针落实中的薄弱环节;针对本次拒马河下游泛区洪水淹没现实特别是涿州市及下游重要防洪保护对象的需求,分析了增建上蓄设施的作用与功能;归纳分析了5号与6号2次台风对永定河洪水的形成影响与其对未来防洪调度的启示。

基于韧性城市理念下的蓄滞洪区景观设计策略

全球气候变化导致洪涝等自然灾害,使城市面临诸多挑战,为解决城市的水文灾害等问题,改变传统蓄滞洪区防洪建设思路,将韧性城市理念引入蓄滞洪区景观设计,是蓄滞洪区景观建设在城市防洪方面的一种创新性探索。以韧性城市蓄滞洪区为研究对象,简单介绍了韧性城市概念与理念和蓄滞洪区概念与现有问题,并将韧性城市理念与蓄滞洪区景观设计结合进行关联分析,提炼出基于韧性城市理念下的蓄滞洪区景观设计原则与景观生态韧性设计策略和景观雨洪韧性设计策略,促进城市蓄滞洪区景观生态和雨洪的韧性建设,以期为今后的蓄滞洪区建设在提升生态韧性和雨洪韧性方向上提供新的思路和设计策略。

天津永定河系防洪对策研究

系统梳理了天津永定河系防洪工作现状,指出河道堤防、蓄滞洪区、水工程调度和防洪预案等方面存在的问题。针对目前天津永定河系防洪体系存在的短板弱项,提出切实可行的应对策略,主要包括:加强防洪工程建设和管理,加强蓄滞洪区建设和管理,提升水工程调度智慧化水平,强化防洪非工程措施。

海河“23·7”流域性特大洪水东淀蓄滞洪区洪水演进模拟与预报

为全面支撑海河“23·7”流域性特大洪水中东淀蓄滞洪区的运用决策及预报预警,基于中国水利水电科学研究院自主研发的高性能洪水分析软件IFMS/Urban,构建了蓄滞洪区一维、二维耦合水动力学模型,利用实时监测和预报的水情数据,持续开展了东淀蓄滞洪区洪水演进模拟和滚动预报工作。实践证明,本次构建的洪水演进模型模拟预报精度较高,模拟结果跟遥感监测淹没范围和前方现场实时反馈信息吻合较好,可反映蓄滞洪区洪水演进实际过程,并能准确预测未来动态变化,及时为下游关键区域提供洪水预警,有效支撑了本次洪水防御工作。

珠江流域潖江蓄滞洪区湿地化建设模式及对蓄滞洪的影响分析

潖江蓄滞洪区是珠江流域唯一一个国家级蓄滞洪区,在新的历史时期,改变其单一的防洪功能,进行具有调蓄洪水、降解污染物、自然观光等多功能的湿地化建设是十分必要的。提出了“三核一带”湿地化建设模式,利用现有的3个子围及新建的2座拦河闸,因地制宜建设不同类型的湿地,最大程度保留调蓄洪水能力,采用二维水流数学模型模拟分析湿地化建设对蓄滞洪功能的影响。结果表明,“三核一带”湿地化建设模式对洪水调蓄影响较小,不影响蓄滞洪功能的发挥,研究成果可供类似蓄滞洪区参考借鉴。

关于在地下水严重超采区域利用蓄滞洪区建设地表调蓄水库的思考

基于兼顾遏制地下水超采与确保冬小麦稳产这一可持续发展理念,以京津以南河北平原这个地下水严重超采的区域为例,从冬小麦生育期农田灌溉必须实施多水源配置的观点出发,结合海河“23·7”流域性特大洪水发生后所启用的蓄滞洪区,就利用蓄滞洪区建设地表调蓄水库对雨洪资源化或生活污水资源化及跨流域输水工程需要调蓄库容这3个方面的作用进行了初步探讨。

典型蓄滞洪区洪水资源利用潜力评估方法研究

在剖析洪水资源利用潜力概念和总结国内外蓄滞洪区洪水资源利用方式的基础上,考虑蓄滞洪区不同重现期启用工况下的淹没洪水和区内降雨产汇流形成洪水两方面因素,研究提出了在保障流域防洪安全前提下的蓄滞洪区洪水资源利用潜力评估方法。以海河流域永年洼蓄滞洪区为典型案例,利用洪水风险分析、情景分析和水文序列统计等方法,定量评估了其年均期望的可利用洪水资源量。研究方法和成果对于我国其他蓄滞洪区的洪水资源利用潜力评估具有参考意义。

洞庭湖区超标准洪水数值模拟研究

洞庭湖区是我国洪涝灾害频发的地区之一,随着近些年来极端天气越来越频繁,研究洞庭湖区在遭遇历史极端洪水下的防洪形势极具现实意义。以1870年、1935年、1954年长江洪水为研究对象,通过建立长江、洞庭湖及蓄滞洪区一二维耦合水动力模型,在现有地形及工程措施条件下,对洞庭湖区的水位及超额洪量进行模拟计算。结果表明:三峡及上游水库群补偿调度条件下,若遭遇1870年、1935年和1954年洪水,荆江附近及城陵矶附近的超额洪量大幅下降,再结合荆江地区及城陵矶附近蓄滞洪区的运用,洞庭湖区可安全度汛。三峡水库调蓄使枝城洪峰流量大幅下降,松滋口、太平口、藕池口(以下称为三口)洪峰流量也随之下降,洞庭湖区各站水位有所降低;蓄滞洪区分洪运用降低了莲花塘水位,荆江水面比降加大,三口洪峰流量进一步下降,受上游来水减少及下游水位降低的影响,湖区水位进一步下降。通过定量预测特大洪水长江中游及洞庭湖区防洪情势,可为洞庭湖治理提供科学依据,为提升湖区防洪减灾管理能力奠定基础。

基于组合赋权法的蓄滞洪区建设与管理评估

【目的】蓄滞洪区是我国防洪工程体系的重要组成部分,也是区内群众生产生活的重要空间。为了全面评估蓄滞洪区的建设与管理效果,【方法】从政治、社会、安全、经济、生态环境和文化六个方面构建评估指标体系,构建评估因素集,先采用专家赋权法和CRITIC赋权法(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation)对各指标权重分别赋值,再从一致性分析基础上采用平均值法确定各指标的组合权重值。采用综合评分法,对98处国家蓄滞洪区的建设与管理效果进行评估,划分为A、B、C三类。以典型蓄滞洪区为例,分析蓄滞洪区在六个方面存在的问题,并针对性地提出建设与管理建议,以促进蓄滞洪区防洪功能的有效发挥以及区内社会经济的可持续性发展。【结果】结果表明,专家赋权法和CRITIC赋权法的赋权结果数据一致性较好,结合专家赋权法和CRITIC赋权法对蓄滞洪区建设与管理情况进行评估,既能体现专家赋权的主观性,又反映了数据的客观性,评估结果能为国家蓄滞洪区的建设与管理提供参考。【结论】淮河流域蓄滞洪区的建设管理情况较好,57%(12处)属于A类,29%(6处)属于B类;重要蓄滞洪区的建设管理情况较好,88%(29处)属于A类和B类。海河流域尚有4处重要蓄滞洪区的建设管理情况处于C类,亟待加强;采用专家赋权法对指标1、2、19和20(指标产业发展政策、生态补偿政策、文化协调性和文化先进性)的权重赋值与优化方法结论有明显偏差,其偏差率分别为95.6%、-50%、59.6%和-50%,说明了专家分析法对部分数据客观性影响考虑的欠缺;通过综合评分结果对比,各流域蓄滞综合评分趋势变化较小,这体现了专家赋权法和优化赋权法结论的一致性;指标8、9、11和16(指标围堤达标率、进退洪工程达标率、撤退道路达标率和运用补偿占总损失的比例)对蓄滞洪区建设与管理的综合评估影响最大,其权重分别为0.086、0.09、0.06和0.065。

蓄滞洪区老堤加培堤防地震响应数值模拟分析

蓄滞洪区堤基多为软弱河湖沉积层,老堤加培堤防的新老堤接合面作为典型的薄弱部位,易在地震作用下产生裂隙,威胁堤防渗透稳定性。为了分析老堤加培堤防在地震作用下的地震响应特征,基于华阳河蓄滞洪区老堤加培堤防工程,建立了三维有限元数值模型,通过ELCentro地震波激励对堤防进行动力时程分析,研究不同强度地震作用下老堤加培堤防的加速度、位移及新老堤接合面差异变形等地震响应特征。结果表明:地震作用下堤基及堤身的加速度响应自下至上逐渐增大,堤身结构存在显著的加速度放大效应。新老堤堤顶在地震作用下存在差异沉降问题,新老堤接合面在地震作用下易形成残余变形,建议通过老堤加培方式对新老堤接合部薄弱位置进行抗震加固设计。

海河流域建立蓄滞洪区防洪补偿机制思路探讨

海河流域蓄滞洪区在防洪体系中发挥着重要不可替代的作用。受投资影响,蓄滞洪区工程与安全建设缓滞,一旦分洪,将造成重大不必要的损失。为贯彻落实习近平总书记“两个坚持、三个转变”防灾减灾救灾新理念,加快促进乡村振兴,提出先行在海河流域建立蓄滞洪区防洪补偿机制试点,搭建保护者与受益者的良性互动平台,实现防洪责任和防洪效益的重新分配,减轻蓄滞洪区所在地政府财政压力,加快蓄滞洪区建设与管理,保障蓄滞洪区正常启用,使区内居民切实感受安全感、获得感、幸福感。

基于防洪联合调度模型的潖江蓄滞洪区布局优化研究

蓄滞洪区对于流域防洪减灾具有不可替代的作用,现状潖江蓄滞洪区安全布局和安全设施建设短板依然突出,导致防洪运用存在启用决策困难、运用损失较大等问题,制约了防洪运用效果。为此,结合潖江蓄滞洪区各堤围防洪能力及区内社会经济情况提出布局优化方案,构建飞来峡水库-潖江蓄滞洪区防洪联合调度模型对优化前后布局方案的防洪效果开展分析计算,综合分析比较得出推荐的蓄滞洪区优化布局方案。计算结果表明:将白沙塘围与官路唇围增设为安全区可减少耕地淹没163.2 hm 2,减少洪水风险人数3002人,在有效降低潖江蓄滞洪区启用损失的同时基本不增大防洪风险。研究成果可为蓄滞洪区开展布局优化提供方法技术参考。

白洋淀周边蓄滞洪区设计条件下运用防洪影响评价

蓄滞洪区防洪效应关系着人民群众的生命财产安全,蓄滞洪区防洪影响评价是防洪风险管理、分洪决策、灾害评估等方面重要科学依据。采用EFDC(The Environmental Fluid Danymics Code)水动力模型、地理信息系统(GIS)技术及Python语言对白洋淀周边蓄滞洪区防洪效应进行研究,编写了具有自主知识产权的NSDTF-DEM(国家标准地球空间数据交换格式)批量转换成ArcGIS GRD格式算法,建立了白洋淀周边蓄滞洪区高精度地形模型,模拟了50年一遇、100年一遇和200年一遇设计洪水下各蓄滞洪区分洪过程,分析了不同设计洪水下各蓄滞洪区分洪结束的淹没面积、平均淹没水深和最大淹没水深,并提出了白洋淀周边蓄滞洪区分洪运用优化方案。

加强建设和管理工作,实现蓄滞洪区高质量发展

蓄滞洪区建设和管理工作事关流域高质量发展大局。当前蓄滞洪区存在工程体系不完善、政策法律体系化不强、体制机制协调性不足、制度设计与经济发展存在冲突的问题。为提高蓄滞洪区防洪能力,确保流域安澜,亟需从多轮驱动工程建设和管理、健全蓄滞洪区政策法律体系、强化应急演练能力、因地制宜发展“生态+X产业”四个方面缓解分蓄洪水与经济发展之间的矛盾,促进蓄滞洪区高质量发展。

潖江蓄滞洪区总体布置与堤线选择探讨

潖江蓄滞洪区是西、北江中下游防洪工程体系的重要组成部分。由于蓄滞洪区的布置受堤防、地形条件、征地移民、堤身建筑物等众多因素影响,因此其总体布置难度较高。对此,通过阐述潖江蓄滞洪区建设与管理工程的总体布置,着重探讨蓄滞洪区建设布置的过程和要点,提出蓄滞洪区堤线选择与布置方法,以期为类似工程提供借鉴与参考。