论堤防管涌的危急性及其分类的意义

通过回顾荆江大堤的管涌实例和已经围绕管涌开展的模型模拟研究工作,得到了一系列启示;建立了管涌危急性和致溃型管涌概念,并分别展开了讨论,认为管涌危急性概念的提出有利于开展各影响因素对管涌规律作用的定量研究;对管涌危急性具有特殊影响的因素包括洪水过程、堤内水位、管涌位置、管涌附近及其扩展路径上的地层结构条件和土体性质、渗流控制措施等;根据危急性对管涌进行分类,是管涌分类施策的重要基础,也是提高管涌险情处置针对性与科学性的重要途径。一般情况下,可以将堤身管涌,以及管涌扩展过程没有收敛迹象、短期内可能扩展至堤身附近的堤基管涌划归为致溃型管涌,需要立即采取抢险处置措施遏止其进一步演化,或者立即启动应对决堤的预案。

黄河大堤历史口门的工程地质勘察方法研究

通过总结黄河堤防工程地质勘察的经验 ,就黄河大堤历史口门的工程地质勘察方法问题进行了系统的研究 ,针对历史口门工程地质勘察所需解决的三大问题 ,提出了有效的勘察方法 ,以更好地为堤防工程地质勘察方案的科学决策服务。

十三围防洪保护区洪水风险分析

十三围防洪保护区位于珠江河网区域的西江和北江交汇后的西江右岸,西江洪水峰高量大,洪水威胁严重,进行洪水风险分析十分必要。考虑到珠江河网区域水流运动复杂,基于一维水动力学模型构建了珠江河网一维模型,并根据历史洪水资料验证了模型的可靠性。为了反映保护区内的河道、堤防、道路等对洪水传播的影响,采用精细化的非结构网格构建了十三围保护区二维水动力学模型进行洪水演进模拟。通过一、二维耦合模型,分别对江根段、西头窦段溃口进行了西江50,100,200 a一遇设计洪水下的洪水淹没方案计算,并对计算成果进行了合理性分析,包括水量平衡分析、局部流场分析、溃口流量水位过程分析等。结合社会经济数据进行了受淹面积、受影响人口、淹没损失等方面的洪水影响分析,可为防汛抢险、避洪转移等提供重要信息参考。

基于一、二维耦合水动力模型的赣西联圩溃堤洪水风险分析

鄱阳湖赣江下游尾闾赣西联圩防洪保护区水系繁多,水文条件复杂,汛期频繁受到洪水侵袭,因此极有必要对该地区开展洪水风险分析。建立了能够模拟溃堤洪水水流演进的一、二维耦合水动力模型,并应用于赣西联圩防洪保护区。采用糙率分区、网格加密等技术进行优化,提高了模型计算精度,计算区域采用非结构化三角形网格进行剖分,设定溃口发生瞬时溃堤,溃口流量满足水量平衡原理,演进结果合理可靠。对演进计算结果进行洪水风险分析,结果表明:在赣江20年一遇鄱阳湖2010年实测水位过程中,保护区内洪水淹没范围大小和影响人口数量与溃口位置有关,淹没分布基本遵从地形高低原则,永建洲、李家垾溃口洪水淹没面积分别为8.46、36.57 km2,淹没水深基本都大于3 m。

唱凯堤决口封堵应急抢险施工技术

通过江西抚州唱凯堤决口封堵抢险案例,从堤头稳固措施选用、决口封堵方案选择及决口封堵方案实施三个关键环节,较为详细地介绍了决口封堵技术在实践决口封堵中的应用。

抗战时期黄河南泛与豫东黄泛区生态环境的变迁

花园口决堤而形成的黄泛区问题,是抗日战争时期的重要社会问题之一。由于黄河南泛,导致豫东泛区生态环境发生巨大变化。首先,土壤的沙化、盐碱化彻底改变原有的地理环境,形成特殊的地貌特征;其次,广阔土地被水淹没,农业生产严重破坏,各种生态灾害频发,导致农作物减产加剧;最后,河水摧毁房屋和村落,破坏防洪排涝和灌溉系统,人居环境持续恶化,导致人口大量死亡与逃离家园。上述三者之间相互影响、相互关联,对当地生态环境产生了深远的消极影响。

九江长江干堤溃口复堤工程设计

:1998年8月7日,九江市长江干堤4～5号闸口间发生溃口,经2万多军民奋战5个昼夜堵口成功,创造了我国堤防溃口堵口史上的奇迹。九江溃口形成7m冲坑,溃口下段地层中含有淤泥质土,为了确保复堤后的堤防工程安全,必须对堤基进行处理。全面阐述了溃口复堤段地形、地质条件,堤防现状,溃口复堤方案,堤线布置,堤型选择,堤基处理,安全监测等设计原则,分析计算成果。并根据1999年汛期(最高水位22.43m,居历史记录第二)监测资料。

黄河淤背固堤工程决口原因与对策

介绍了黄河放淤固堤工程的情况,旨在为有效地防治淤区围堤决口提供参考。通过调查和分析,找出了决口原因主要在于围堤过于单薄、土质较差、碾压质量不足、淤泥深度过大、淤积厚度不均及管理制度不健全等,并提出了以精心规划、合理设计、精心施工、加强管理、及时维护等技术措施。研究表明,合理设计、正确施工、精心管护就能防治事故的发生。

基于耦合水动力模型的药湖联圩区洪水风险分析

鄱阳湖赣江尾闾药湖联圩防洪保护区水系繁多,频繁受到洪水侵袭,因此极有必要对该地区开展洪水风险分析。建立了能够模拟溃堤洪水水流演进的一、二维耦合水动力模型,并利用糙率分区、河道地形还原等技术进行优化,提高了模型精度。将该模型应用于药湖联圩防洪保护区,计算区域采用非结构化三角形网格进行剖分,设定溃口发生瞬时溃堤,溃口流量满足水量平衡原理,演进结果合理可靠。对演进计算结果进行洪水风险分析,结果表明:鸡鸣洲、大王庙、司家闸溃口洪水淹没面积分别为10.62,56.67,18.36 km^2,淹没分布基本遵从地形高低原则,保护区内的淹没水深基本都大于3 m,区内洪水淹没范围大小和影响人口数量与溃口位置有关。

堤防历史口门部位渗流控制研究

堤防历史口门部位是堤防的重大隐患,以黄河荆隆宫历史口门堤段为实例,通过公式解析法和有限元法进行了渗流计算,并对堤防历史口门部位的渗流控制措施进行了分析,研究结果表明,黄河荆隆宫历史口门堤段加固设计方案可选择减压井方案,为堤防加固设计提供了重要的依据。

唱凯堤决口应急封堵抢险施工技术与组织管理

本文详细介绍了江西抚州市唱凯堤决口的概况、应急封堵抢险的设计方案和施工方案。针对应急抢险工程工期紧、施工条件差、社会关注度高等特点,采取了加大设备、人力等资源投入等强化施工措施,提出了抢险工程的设备及人力等资源投入应为平时施工的2～3倍,且必须一次到位的观点。介绍了提高现场组织指挥人员级别、明确任务目标、加强抢险过程中的统计分析、加强关键环节组织协调等组织管理措施。对类似工程施工和应急抢险工作有一定的参考作用。

溃堤洪水的二维水动力模型及其应用

为了减少堤防溃决造成重大的生命财产损失,加强防洪减灾非工程措施建设,建立了溃堤洪水的二维水动力模型,对溃堤洪水的精细化仿真模拟。该模型考虑了溃堤口门展宽变化,局部网格加密处理,并采用干湿水深理论与热启动技术对模型进行优化。将该模型应用于黄河内蒙段南岸灌区的溃堤洪水演进模拟,利用2008年杭锦旗奎素段实际溃堤数据对所建模型进行验证,结果表明:流场分布均匀且光滑,计算结果合理可靠,模型具有较高的计算精度及可靠性。采用该模型模拟了沙圪堵工程与奎素段堤防同时溃决的情形,并绘制了洪水风险图,为该地区防洪风险管理决策提供了重要的技术支持。

堰塞坝溃口溃决速率影响因素试验研究

针对影响堰塞坝溃口发展的主要因素制定了试验方案,采用刻度纸以及摄像机全方位地记录不同工况下溃口的横纵断面形成、发展、变化的全过程,以此来分析入库流量、堰塞坝物质组成、坝后坡度、坝顶长度和坝顶开槽宽度等因素对堰塞坝溃口变形平均速率的影响。试验结果表明:堰塞坝的粗沙含量、坝顶长度、坝顶开槽宽度与溃口下切、展宽平均速率最大值呈反相关关系;堰塞坝坝后坡度与溃口下切、展宽平均速率最大值呈正相关关系;上游入库流量与溃决过程初始时段下切平均速率呈正相关关系,与展宽平均速率最大值呈反相关关系,但在整个溃决过程中变形平均速率最大值对入库流量敏感性不强。

堤防贯穿性溃口的形成过程及抢护方法

１９９５年以来，长江连续发生大洪水，湖北浠水县３处堤段曾出现了贯穿性溃口。在险情实测记录的基础上，总结和分析堤防贯穿性溃口险情的发生、发展、抢护等过程及特点是非常必要的。在贯穿性漏洞出现前，一般有管涌和散浸发生，漏洞发生之处一般都是在地质条件较差的地方，漏洞发生的同时伴有堤内横向裂缝的发生。从发生贯穿性漏洞到溃口的时间与堤身组成物、堤身断面大小、江水位高低有关。溃口发生的主要原因是溃口处土壤组成透水性强，先发生散漫或管涌等险情，加上浸沧时间长，迎水面和背水面堤身沉陷不均匀，导致裂缝出现和冲刷的加剧也都促成溃口发生。贯穿性漏洞出现后，首先应找准漏斗，外堵为主，配以内导，抢险的重点应放在迎水面。由于险情发展迅速，必须争分夺秒、抓住有利时机进行抢险。

影响黄河下游河道决溢的环境因素（一）

影响黄河下游地上河决溢的环境因素十分复杂。在流域多沙和人工堤防束范的决定因素下，全球变化、河流地质构造活动、河床演变和人类活动加剧的相互作用，以及堤防工程存在多种隐患的影响，是引起下游河道泥沙不断堆积、地上河道逐渐隆起和河道决溢潜在危险的重要因素。依据近年来对下游的考察及对已有资料进行分析认为，目前下游决溢潜在的环境因素可归纳为河道不利环境背景、河床演变趋势和堤防工程隐患等三大方面。

民主垸溃口入垸水量计算及出险成因分析

:洞庭湖区从 1995年到 1999年间有 4年发生特大洪水 ,大小共计几十个堤垸漫溃或溃决。 1999年 7月益阳民主垸溃决后 ,长江委水文部门组织施测了从溃口开始到堵口复堤期间长达 90多天的水位、流量、溃口地形、河床地质等资料。通过大量实测数据 ,结合附近基本文站网的历史资料 ,把民主垸溃决作为一次分洪溃口的试验模型 ,对民主垸的入出流过程、入垸总水量、垸内隔堤的作用、资水中下游河段水位降低幅度及出险成因等方面进行了分析 。

不同水头与流量条件下堤防梯形决口水流特性数值模拟

本文对有矩形障碍物的溃坝算例进行模拟验证,将FLOW-3D计算的速度场结果与FLUENT、Wang的结果进行对比,三者结果基本一致,验证了Flow-3D软件用于堤防决口三维数值模拟的可行性.采用某实际河道堤防简化建模,建立了在决口口门形状、尺寸一定的条件下,上游不同水头、不同流量工况下的堤防决口三维数值模拟.分析结果表明:不同水头、不同流量作用下决口较大的流速平面分布主要分布在决口上游进口左侧发生水跌处.因此,在进行决口封堵时,应注意预先做好决口上游侧的裹头处理,防止在封堵的过程中因流速过大导致溃口口门扩宽;在选取封堵材料时,也可根据溃口处流速分布来选择相应的封堵料粒径.

洞庭湖区挖泥船筑堤技术

用挖泥船吹填堵口复堤,具有施工简便、速度快、质量好等优点,此法自90年代以来在洞庭湖区得到较多应用。施工程序是首先水下冲填,接着分池分边、轮回冲填,最后进行人工填筑、整形结顶,此法1984年在汉寿县马家铺堤段试验成功后,进而在许多地方推广。洞庭湖区多数用此法堵口复堤段在1998年特大洪水时,在挡水深10m以上情况下,安全无恙,没有出现渗漏管涌和滑坡险情。用挖泥船吹填筑堤应注意做好泥沙沉淀池的设计和排水固结。沉淀池的长、宽、深设计得当才能使吹填的土料沉淀下来,及时排水固结对缩短工期起关键作用。用此法吹筑大堤的填土质量满足堤身边坡稳定要求。如马家铺堵口大堤边坡稳定系数Fs8=1.647,属安全。从工程造价看,用挖泥船吹填筑堤,每立方米土价为8～10元。用人工或机械等方法修堤,每立方米土价为25～30元。

对“与封堵溃口有关的重物落水后运动过程的数学建模”的竞赛综述

为了使广大读者熟悉和了解全国研究生数学建模竞赛的相关情况,以2010年B题为例,从命题背景及过程、问题的解答及评审情况和存在的问题等三个方面对该题的整体情况进行介绍.