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基于σ坐标变换和水位函数法的立面二维水动力学模型 被引量:3
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作者 孙先 杨文俊 王国栋 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2012年第7期6-9,26,共5页
根据近年来计算水力学在计算方法上的最新成果,提出了一种用于计算水流运动沿水深方向变化动水压力条件下的立面二维水动力学模型。模型中,采用基于Boussinesq假定的不可压缩牛顿流体的Navier-stokes方程作为控制方程,并对其做σ坐标变... 根据近年来计算水力学在计算方法上的最新成果,提出了一种用于计算水流运动沿水深方向变化动水压力条件下的立面二维水动力学模型。模型中,采用基于Boussinesq假定的不可压缩牛顿流体的Navier-stokes方程作为控制方程,并对其做σ坐标变换,简化了计算区域。数值方法上,通过有限差分法离散控制方程,采用矩形交错网格,利用水位函数法求解自由水面流动,通过分步解法在交错网格上求解速度项和动水压力项。用该模型模拟了微幅波运动,并对模型计算结果与微幅波运动解析解进行比较,结果表明该立面二维水动力学模型具有良好的精度。 展开更多
关键词 立面二维水动力学模型 σ坐标变换 位函数法
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基于二维水动力学模型的洪水演进数值模拟 被引量:2
2
作者 刘海娇 苑希民 +1 位作者 杨敏 李其梁 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2013年第B01期89-91,128,共4页
蓄滞洪区内的洪水具有明显的二维特性。现从二维洪水演进模型的基本原理、数值求解、实例分析、模型的验证等方面进行了论述。该模型由前人采用fortran自行开发的基础上进行修改和调试。模型结合显式有限差分法和有限体积法的优点,划... 蓄滞洪区内的洪水具有明显的二维特性。现从二维洪水演进模型的基本原理、数值求解、实例分析、模型的验证等方面进行了论述。该模型由前人采用fortran自行开发的基础上进行修改和调试。模型结合显式有限差分法和有限体积法的优点,划分的网格在计算域复杂的几何形状处理方面有极大的灵活性。该模型可模拟洪水的淹没水深、淹没历时、洪水流速、洪水最大水深、洪水前锋到达时间等。模型中引入通道的概念,通道被划分为多种类型,不同类型通道的计算对应不同的程序代码。以贾口洼蓄滞洪区为例,开展蓄滞洪区淹没情况模拟计算。通过对1954年历史洪水的模拟,验证了该模型的可行性。有关成果为蓄滞洪区防洪减灾与应急管理提供技术支持,同时为相关领域的洪水风险分析和评价等提供借鉴。 展开更多
关键词 二维水动力学模型 蓄滞洪区 演进 历史洪 模型验证
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基于二维水动力学模型的阿什河河道整治研究 被引量:3
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作者 尹雄锐 王晓妮 关见朝 《人民黄河》 CAS 北大核心 2022年第S02期47-48,51,共3页
阿什河是松花江右岸一级支流,由于历史原因,阿城区以下河道内情况复杂,各种侵占河道的现象十分普遍,导致河道阻塞、行洪不畅,严重影响防洪安全。为恢复河道行洪能力,本文利用二维水动力学模型对阿什河洪水进行模拟分析,结果表明,由于局... 阿什河是松花江右岸一级支流,由于历史原因,阿城区以下河道内情况复杂,各种侵占河道的现象十分普遍,导致河道阻塞、行洪不畅,严重影响防洪安全。为恢复河道行洪能力,本文利用二维水动力学模型对阿什河洪水进行模拟分析,结果表明,由于局部河道淤积严重,现状水面线较2013年地形的水面线大幅抬高,特别是哈同桥附近偏高1.5 m (P=1%),河道内阻水情况非常严重。通过对比分析河槽疏浚整治方案实施效果,提出河道整治措施。 展开更多
关键词 阿什河 二维水动力学模型 行洪能力 河道整治
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基于TVD隐格式的二维水动力学模型在蓄滞洪区洪水淹没模拟中的应用研究 被引量:2
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作者 李春红 徐青 +2 位作者 周元斌 吉庆伟 向小华 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 2019年第3期65-71,共7页
蓄滞洪区淹没涉及大量的人员和财产损失。为更科学、有效地利用蓄滞洪区,降低灾害损失,需要模拟计算不同进洪方式下的淹没情况,为此建立了基于TVD隐格式的黄墩湖蓄滞洪区二维水动力学模型,完成了4种组合进洪方式下的洪水演进模拟。结果... 蓄滞洪区淹没涉及大量的人员和财产损失。为更科学、有效地利用蓄滞洪区,降低灾害损失,需要模拟计算不同进洪方式下的淹没情况,为此建立了基于TVD隐格式的黄墩湖蓄滞洪区二维水动力学模型,完成了4种组合进洪方式下的洪水演进模拟。结果表明,该方法可有效计算蓄滞洪区洪水演进过程,进而分析淹没水深、淹没区域以及骆马湖水位的变化过程。将洪水淹没模拟结果辅以蓄滞洪区的人口、经济分布,可有效计算不同进洪方式下的人民经济财产损失,进而为制定科学合理的进洪方式和应急预案提供可靠的数据支持。 展开更多
关键词 蓄滞洪区 TVD隐格式 二维水动力学模型 进洪 淹没模拟
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二维水动力学模型在蓄滞洪区洪水演进模拟分析中的应用 被引量:4
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作者 李允军 徐青 +2 位作者 周元斌 吉庆伟 向小华 《江苏水利》 2018年第12期68-72,共5页
在黄墩湖滞洪区建立二维浅水流洪水演进模拟模型,采用基于有限体积法的数值求解,了解蓄滞洪区洪水波运动传播特性,有效捕捉洪水间断波。模拟不同组合分流方式下洪水演进过程,水量是守恒的,统计洪水淹没历时、淹没范围、淹没水深等致灾... 在黄墩湖滞洪区建立二维浅水流洪水演进模拟模型,采用基于有限体积法的数值求解,了解蓄滞洪区洪水波运动传播特性,有效捕捉洪水间断波。模拟不同组合分流方式下洪水演进过程,水量是守恒的,统计洪水淹没历时、淹没范围、淹没水深等致灾参数均比较合理,对蓄滞洪区的科学运用和防洪减灾具有指导意义。 展开更多
关键词 二维水动力学模型 有限体积法 演进分析 蓄滞洪区
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二维水动力学模型糙率的推导和验证 被引量:2
6
作者 郭晓明 乔明 《四川水利》 2020年第6期8-11,44,共5页
在二维水力学模型的计算过程中需要对糙率进行率定,但在一些新建的工程如隧洞、渠道等没有实测数据和实验数据,仅靠边壁的材料去确定糙率通常有很大的误差。文章通过谢才公式和曼宁公式进行简单的推导,得出二维水动力学模型需要的糙率... 在二维水力学模型的计算过程中需要对糙率进行率定,但在一些新建的工程如隧洞、渠道等没有实测数据和实验数据,仅靠边壁的材料去确定糙率通常有很大的误差。文章通过谢才公式和曼宁公式进行简单的推导,得出二维水动力学模型需要的糙率和边壁材料糙率的关系。通过汶川下庄电站引水隧洞数值模拟、藕节水槽试验数值模拟和各自的试验数据对比,以及理想矩形水槽数值模拟和公式计算数据的对比,验证了公式的合理性和可行性,为二维水动力学模型采用的糙率提供公式参考。 展开更多
关键词 糙率 二维水动力学模型 谢才公式 曼宁公式
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基于FVM格式的二维水动力学模型在河道整治工程流态分析中的应用研究 被引量:2
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作者 田伟林 荣维志 《吉林水利》 2017年第5期1-4,8,共5页
本文基于有限体积单元格式(FVM格式)建立河道二维水动力模型,并将模型用于河道整治工程流态分析计算中,此外结合断面实测水位和流速数据对构建模型进行验证。研究结果表明:基于FVM格式的浅水二维水动力模型适用于非恒定流的流态计算,计... 本文基于有限体积单元格式(FVM格式)建立河道二维水动力模型,并将模型用于河道整治工程流态分析计算中,此外结合断面实测水位和流速数据对构建模型进行验证。研究结果表明:基于FVM格式的浅水二维水动力模型适用于非恒定流的流态计算,计算的断面水位和流速与实测值之间的绝对误差值分别在0.08―0.46m和0.3―2.3m/s之间,相关系数均在0.6782―0.7845之间;相比于整治前,整治后的河道断面流速有所减小,断面过流能力相应增加,有助于区域防洪安全。研究成果对于河道整治工程后防洪影响评价流态分析计算提供方法参考。 展开更多
关键词 有限体积单元格式 二维水动力学模型 河道整治工程 河道流态分析
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基于二维水动力学模拟弯道河段进水河道水力流态研究
8
作者 李少华 《中国水能及电气化》 2024年第10期23-27,共5页
弯道河段进水河道地形复杂、水流湍急,导致其水流流态分析变得极为复杂。文章通过划分弯道河段进水河道网格和二维水动力学模型的设计计算,确定了水流流态边界条件以及断面流速均匀度,以此实现弯道河段进水河道水流流态分析。测试结果表... 弯道河段进水河道地形复杂、水流湍急,导致其水流流态分析变得极为复杂。文章通过划分弯道河段进水河道网格和二维水动力学模型的设计计算,确定了水流流态边界条件以及断面流速均匀度,以此实现弯道河段进水河道水流流态分析。测试结果表明:基于二维水动力学模型对监测点1的水流流态分析结果为,最大流速为2.25m/s,流速平均为1.8m/s,结果符合实际情况。证明基于二维水动力学模型的弯道河段进水河道水流流态研究能够精确模拟弯道河段的水流运动,有助于深入理解弯道河段的水流特性。 展开更多
关键词 二维水动力学模型 河道 流流态 断面流速
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淡水河一维-二维耦合水动力学模型构建及应用 被引量:1
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作者 钟华 《水利技术监督》 2023年第11期146-147,163,共3页
对淡水河干流、主要支流、淡澳分洪河采用一维水动力模型建模,对惠阳主城区进行二维水动力模型建模,利用河道两岸进行一维、二维水动力耦合,模拟淡水河溃漫堤洪水演进过程。结果表明:除桥南排涝站到淡水站河段,水面线误差在20cm以上外,... 对淡水河干流、主要支流、淡澳分洪河采用一维水动力模型建模,对惠阳主城区进行二维水动力模型建模,利用河道两岸进行一维、二维水动力耦合,模拟淡水河溃漫堤洪水演进过程。结果表明:除桥南排涝站到淡水站河段,水面线误差在20cm以上外,其余河段水面线偏差均在20cm以内,一维-二维水动力学模型计算的淡水河的洪水演进过程总体较为合理。研究成果对于流域防洪风险图的绘制具有重要参考价值。 展开更多
关键词 动力学模型 二维水动力学模型 耦合模型 演进
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二维水动力学洪水风险分析平台设计与研发 被引量:4
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作者 马建明 陆吉康 +1 位作者 张念强 兰翔 《中国水利水电科学研究院学报》 2009年第1期21-27,共7页
在已有大量研究成果的基础上,结合全国洪水风险图编制试点,基于.Net平台,利用最新软件技术及面向对象方法,研发了二维洪水演进模拟的洪水风险分析平台。洪水风险分析平台统一设计了网格对象模型,在非结构网格有限体积计算方法、网格自... 在已有大量研究成果的基础上,结合全国洪水风险图编制试点,基于.Net平台,利用最新软件技术及面向对象方法,研发了二维洪水演进模拟的洪水风险分析平台。洪水风险分析平台统一设计了网格对象模型,在非结构网格有限体积计算方法、网格自动生成、GIS数据接口、大容量计算网格的展示与用户交互、用户编程接口等关键技术方面进行了探索和研发。研发的平台初步应用于沂河左堤洪水风险图编制试点,对江河堤防(段)洪水风险图编制进行了有益的探索。 展开更多
关键词 二维水动力学模型 风险图 平台 网格对象模型
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基于MIKE 21的取水泵房二维水动力学模拟研究 被引量:2
11
作者 张靓 《江淮水利科技》 2021年第6期15-16,33,共3页
为优化巢湖市长江供水工程取水泵房型式及评价建成后对长江行洪的影响,基于MIKE 21软件建立了东梁山至石跋河河口江段二维水动力学模型,选用非结构化三角网格进行水流数值模拟。经分析,圆形取水泵房周边水流过渡较长方形取水泵房更平稳... 为优化巢湖市长江供水工程取水泵房型式及评价建成后对长江行洪的影响,基于MIKE 21软件建立了东梁山至石跋河河口江段二维水动力学模型,选用非结构化三角网格进行水流数值模拟。经分析,圆形取水泵房周边水流过渡较长方形取水泵房更平稳;泵房建成后对长江行洪影响甚微,泵房周边水位、流速、流态均会产生一定变化,但总体变化值较小,仅限于泵房附近小范围江域。 展开更多
关键词 MIKE 21 二维水动力学模型 影响评价 泵房
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MIKE水动力模型在游船制造维修工程防洪评价中的应用研究 被引量:1
12
作者 谭毅 贾磊 牛娇 《江西水利科技》 2023年第4期257-264,共8页
为研究吉安市游船制造及维修工程对研究区域河势及防洪的影响,本文采用MIKE21软件建立二维水流数学模型,结合河道演变分析、水文分析计算以及工程河段水文特性、工程地质等资料分析,对工程的修建进行防洪综合评价。研究结果显示:工程兴... 为研究吉安市游船制造及维修工程对研究区域河势及防洪的影响,本文采用MIKE21软件建立二维水流数学模型,结合河道演变分析、水文分析计算以及工程河段水文特性、工程地质等资料分析,对工程的修建进行防洪综合评价。研究结果显示:工程兴建对河道壅水影响不大,水位变化主要集中于工程附近区域。工程引起水位壅高最大值为5.78cm,在上游局部区域,受开挖影响水位有所降低,降低最大值为10.20cm。引起流速减小最大值为0.85m/s,流速增加最大值为0.53m/s;工程河道将继续保持现阶段基本稳定的整体河势演变发展趋势。在来水来沙条件不发生明显改变的条件下,河段岸线在未来一定时期内仍将保持相对稳定。 展开更多
关键词 游船制造修工程 二维水动力学模型 防洪评价
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二维水流数值模拟系统研制与应用 被引量:3
13
作者 汪荣胜 宋立松 +1 位作者 张泽锋 潘存鸿 《水电能源科学》 北大核心 2010年第10期118-121,共4页
基于C/S架构,采用无结构网格的二维水动力学模型,利用KFVS格式求解,研制了具有网格生成、浏览及编辑、模型计算、计算结果显示等功能的二维水流数值模拟系统。实例结果表明,该系统稳定、可视化程度高、实用、运行有效、操作方便快捷。
关键词 数值模拟系统 研制与应用 NUMERICAL Simulation 二维水动力学模型 无结构网格 系统稳定 网格生成 模型计算 计算结果 C/S架构 可视化 运行 求解 功能 格式 操作 编辑
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梅山水库下游河道二维数值模拟研究 被引量:1
14
作者 吴其彰 《工程与建设》 2013年第2期162-163,189,共3页
文章对梅山水库下游河道建立平面二维水动力学模型,并对计算流域进行贴体坐标变换。在生成的贴体坐标计算域里推导相关计算公式;利用有限差分法中的隐式、显式交替方向法(ADI法)对所建立方程进行求解。计算结果表明,模拟值与实测值基本... 文章对梅山水库下游河道建立平面二维水动力学模型,并对计算流域进行贴体坐标变换。在生成的贴体坐标计算域里推导相关计算公式;利用有限差分法中的隐式、显式交替方向法(ADI法)对所建立方程进行求解。计算结果表明,模拟值与实测值基本吻合。 展开更多
关键词 二维水动力学模型 贴体坐标变换 交替方向法
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洪水模型在引江济淮工程中的应用
15
作者 章鹏 杨琼 李林峰 《治淮》 2021年第9期10-12,共3页
引江济淮工程由长江下游上段引水,向淮河中游地区补水,是一项以城乡供水和发展江淮航运为主,结合灌溉补水和改善巢湖及淮河水生态环境等综合利用的大型跨流域调水工程。本文以引江济淮工程江淮沟通段为例,选择了输水航道线路涉及的南小... 引江济淮工程由长江下游上段引水,向淮河中游地区补水,是一项以城乡供水和发展江淮航运为主,结合灌溉补水和改善巢湖及淮河水生态环境等综合利用的大型跨流域调水工程。本文以引江济淮工程江淮沟通段为例,选择了输水航道线路涉及的南小河等4条具有代表性入渠支流作为建模对象,采用构建二维水动力学模型的方法评估分析支流洪水对主航道的影响。 展开更多
关键词 引江济淮 二维水动力学模型 航道 影响分析
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地表及管网互馈联合的城市内涝模拟模型——以江苏省响水县中心城区为例 被引量:5
16
作者 郑恺原 李虹彬 +2 位作者 向小华 任嘉欣 陈颖悟 《人民长江》 北大核心 2020年第S01期10-15,34,共7页
针对江苏省盐城市响水县中心城区短时强降雨导致的城区内涝问题,联合二维水动力学模型与SWMM模型,构建了地表及管网双向互馈的响水县城内涝模拟模型。使用该联合模型对区域内1,5,10 a一遇暴雨重现期下的内涝淹没范围、淹没水深、淹没历... 针对江苏省盐城市响水县中心城区短时强降雨导致的城区内涝问题,联合二维水动力学模型与SWMM模型,构建了地表及管网双向互馈的响水县城内涝模拟模型。使用该联合模型对区域内1,5,10 a一遇暴雨重现期下的内涝淹没范围、淹没水深、淹没历时进行模拟分析,并采用当地2012年"8·10"大暴雨导致的内涝过程来验证模型精度;综合考虑多项指标构建内涝风险评估体系,并绘制成内涝风险图辅助进行防灾预警。结果表明:5个易涝点实地调查水深与模拟水深差距范围在0.04~0.23 m之间,平均水深相对误差为19.3%,模拟所得值基本能够反映易涝点的淹没情况。该模型可初步应用于响水县城的内涝过程模拟,在防内涝设计、城市内涝预测及治理等方面具有一定的实用价值。 展开更多
关键词 城市内涝 双向互馈 联合模型 SWMM 二维水动力学模型 内涝风险图
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某工程河道采砂对防洪评价影响的二维数值模拟 被引量:2
17
作者 罗蔚 陈龙 《江西水利科技》 2015年第6期410-414,共5页
为评价南昌市大飞机项目填方工程的河道采砂对防洪的影响,根据江西赣江下游尾闾河道特点,采用二维水动力学模型,对采区处的水位、流速等水力要素进行求解和率定.结果表明:采砂工程实施后,由于该河段设计情况下由湖洪控制,其水位最大降... 为评价南昌市大飞机项目填方工程的河道采砂对防洪的影响,根据江西赣江下游尾闾河道特点,采用二维水动力学模型,对采区处的水位、流速等水力要素进行求解和率定.结果表明:采砂工程实施后,由于该河段设计情况下由湖洪控制,其水位最大降低值为0.017 m,流速最大变化值在0.20 m/s以内,水流动力轴线仅在采区局部河段有一定调整.采砂工程对行洪安全的影响是局部的、有限的。 展开更多
关键词 二维水动力学模型 采砂 防洪评价 流模拟
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泰安市果庄河流域串(并)联水库溃坝模拟分析
18
作者 张传文 李华 刘虎 《山东水利》 2024年第2期10-13,共4页
针对山丘区串(并)联水库群溃坝后的风险问题,选取泰安市果庄河流域内的4座小型串(并)联水库为研究对象。采用数值模拟的方法对串(并)联水库群的溃坝淹没情况及风险性进行了分析,计算了水库溃坝流量,搭建了二维水动力学模型进行水库溃坝... 针对山丘区串(并)联水库群溃坝后的风险问题,选取泰安市果庄河流域内的4座小型串(并)联水库为研究对象。采用数值模拟的方法对串(并)联水库群的溃坝淹没情况及风险性进行了分析,计算了水库溃坝流量,搭建了二维水动力学模型进行水库溃坝数值模拟。通过分析不同溃坝方案下小型梯级水库群淹没要素,以淹没面积为风险评估指标进行风险性分析,分析结果可为山丘区串(并)联水库的溃坝风险评估和风险对应提供技术支撑。 展开更多
关键词 梯级 二维水动力学模型 库溃坝 风险性分析
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基于栅格DEM的沙兰河流域河网提取及局地暴雨洪水模拟 被引量:7
19
作者 李翀 陆吉康 叶柏生 《中国水利水电科学研究院学报》 2005年第3期161-167,共7页
本文基于美国Global Land Cover Facility(GLCF)的全球90m精度的DEM数据源,采用作者开发的DEM凹陷区域识别与处理、河网自动生成与流域划分软件,提取了黑龙江省沙兰镇以上沙兰河流域河网相关信息。同时结合沙兰河暴雨洪水的相关报道,采... 本文基于美国Global Land Cover Facility(GLCF)的全球90m精度的DEM数据源,采用作者开发的DEM凹陷区域识别与处理、河网自动生成与流域划分软件,提取了黑龙江省沙兰镇以上沙兰河流域河网相关信息。同时结合沙兰河暴雨洪水的相关报道,采用内含简化水文过程的二维水动力学模型,直接用假设的降水过程作为输入,估算了沙兰河流域局地暴雨的洪水过程与低洼地的洪水淹没过程。结果表明,从公开的高分辨率全球DEM数据自动提取指定流域信息,并利用降雨数据作为模型输入,采用上述模型,可以为山洪灾害防治分析提供有力的技术工具和手段。 展开更多
关键词 DEM 河网提取 二维水动力学模型 局地暴雨 山洪灾害
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洪水风险快速分析技术方法研究进展 被引量:7
20
作者 苑希民 贾帅静 +1 位作者 田福昌 徐浩田 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2018年第7期62-70,共9页
在防汛应急管理中,由于水情的复杂性和多变性,洪水风险分析方案存在不确定性和时变性,针对变化的水雨情数据对洪水风险要素进行快速分析是降低洪灾损失的有效手段。总结可用于洪水风险快速分析的各类技术与方法,通过梳理不同建模方式和... 在防汛应急管理中,由于水情的复杂性和多变性,洪水风险分析方案存在不确定性和时变性,针对变化的水雨情数据对洪水风险要素进行快速分析是降低洪灾损失的有效手段。总结可用于洪水风险快速分析的各类技术与方法,通过梳理不同建模方式和风险要素识别模式,对洪水风险快速分析技术方法的原理展开了研究。在此基础上,对比分析了各类方法的优势和局限性,并对其技术特点和适用条件进行了深入探讨。最后,对洪水风险快速分析方法的应用前景进行了展望。分析认为:常用的水面高程推算法和水动力模型法仍有重要利用价值;基于元胞自动机思想的建模方法值得进一步研究和推广应用;基于遥感与GIS技术的淹没分析为大范围洪水灾情的快速评估提供了高效的技术手段。 展开更多
关键词 风险分析 快速计算 智能优化算法 遥感快速识别 重点防洪保护区 蓄滞洪区 演进路径 二维水动力学模型
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