基于分布式水文水动力耦合模型的秦淮河流域洪水模拟

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作者 王雨洁 李致家 +1 位作者 姚成 牛颢然 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期11-18,114,共9页

为更准确地模拟秦淮河流域洪水演进情况,采用松散耦合方法,结合水文、水动力过程,构建了分布式水文模型与一维、二维水动力耦合模型,该模型在上游采用网格新安江模型,下游则结合一维与二维水动力模型模拟复杂水流动态,在河道采用一维模... 为更准确地模拟秦淮河流域洪水演进情况,采用松散耦合方法,结合水文、水动力过程,构建了分布式水文模型与一维、二维水动力耦合模型,该模型在上游采用网格新安江模型,下游则结合一维与二维水动力模型模拟复杂水流动态,在河道采用一维模型,在主要城区采用二维模型进行模拟,形成全流域的分布式水文水动力耦合模型。验证结果表明:该模型能够有效模拟2015-2020年间的5场洪水,模拟结果的平均纳什效率系数达0.932,验证了模型的高精度与可靠性。以20200713号洪水为例模拟了下游南京市城区的淹没情况,发现秦淮河下游城区多处区域(如郑淮路、凤凰东街、武定门闸区域等)存在显著淹没风险,最大淹没水深均超过0.5m。 展开更多

关键词 水文水动力耦合模型 洪水淹没模拟 网格新安江模型 秦淮河流域

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基于水文水动力耦合模型的三江流域防洪模拟预报应用研究

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作者 殷寅 曾贤敏 +2 位作者 李伟 张梦菲 刘亮 《江淮水利科技》 2024年第2期23-27,37,I0003,共7页

为解决下游河网站点防洪模拟预报过程中存在预报精度偏低,以及采用水动力模型方法时所需资料数量过于庞大的问题,基于不同下垫面水文特征的分布式架构模型理论,通过对流域内山丘和平原区各阶段产汇流进行分解模拟的方式,建立了以交界面... 为解决下游河网站点防洪模拟预报过程中存在预报精度偏低,以及采用水动力模型方法时所需资料数量过于庞大的问题,基于不同下垫面水文特征的分布式架构模型理论,通过对流域内山丘和平原区各阶段产汇流进行分解模拟的方式,建立了以交界面动量与通量交换实现互馈耦合的水文水动力一体化模型。以三江流域为研究区域,构建耦合了上游山丘区、平原区和下游长江水动力模型,利用代表站点开展了全流域一体化模型的率定与验证工作。对流域内2016一2022年降雨进行分析和场次降雨大于100mm的多场洪水进行验证,结果显示耦合模型的模拟精度较好,在不需要大量资料的前提下有效提高了平原河网区预报精度及整个流域防洪调度能力,具有较强的借鉴意义,可为其他类似流域防洪模拟预报研究提供参考。 展开更多

关键词 三江流域 水文水动力耦合模型 防洪预报 工程调度

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基于水文水动力学耦合的洪水预报模型研究及应用 被引量：16

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作者 杨甜甜 梁国华 +1 位作者 何斌 李莹芹 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期72-78,共7页

为了提高下垫面变化剧烈流域的洪水预报精度,在传统流域水文模型的基础上耦合水动力学模型,建立水文水动力耦合洪水预报模型。首先利用水文模型获得某一断面的流量过程作为水动力学模型的边界条件;之后利用一维水动力学模型进行河道洪... 为了提高下垫面变化剧烈流域的洪水预报精度,在传统流域水文模型的基础上耦合水动力学模型,建立水文水动力耦合洪水预报模型。首先利用水文模型获得某一断面的流量过程作为水动力学模型的边界条件;之后利用一维水动力学模型进行河道洪水演进计算,推求流域出口断面的流量过程;最后以烟台市外夹河流域为例进行验证。结果表明,所建水文水动力耦合模型模拟的产流合格率较高,流量过程与实测值吻合,在一定程度上弥补了集总式水文模型不能考虑河道内复杂水流运动的不足,因此对具有复杂水文、水力条件的流域的洪水预报具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 大伙房流域模型 一维水动力学模型 水文水动力学耦合模型 洪水预报

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基于水文水动力耦合模型的洪水淹没模拟 被引量：13

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作者 余富强 鱼京善 +2 位作者 蒋卫威 黄秋森 姚晓磊 《南水北调与水利科技》 CAS 北大核心 2019年第5期37-43,共7页

中国中小流域地区洪水灾害频发,探究新型城市雨洪模型是当下的研究热点。通过耦合水文模型与二维水动力模型的方法,使得在模拟城市下垫面洪水淹没情况的同时,又能使模拟达到较快的运算速度。以泉州市梅溪流域为例,探究耦合模型在中国中... 中国中小流域地区洪水灾害频发,探究新型城市雨洪模型是当下的研究热点。通过耦合水文模型与二维水动力模型的方法,使得在模拟城市下垫面洪水淹没情况的同时,又能使模拟达到较快的运算速度。以泉州市梅溪流域为例,探究耦合模型在中国中小流域范围应用的可行性。结果表明,耦合模型模拟水量平衡误差极小,淹没水深结果与验证值吻合较好。根据对淹没水深图与达最大水深时间图的分析,得到区域范围洪水的空间分布及时间分布,可为中小流域洪水治理提供决策支持。但中小流域水文数据匮乏一定程度上限制了模型的可靠性。 展开更多

关键词 水文模型 二维水动力模型 水文水动力模型耦合 城市洪水模拟 洪水淹没图 达最大水深时间图

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珠江三角洲水文水动力耦合模型研究 被引量：5

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作者 薛娇 廖小龙 +2 位作者 钟逸轩 吴乐平 侯贵兵 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2022年第2期60-68,共9页

粤港澳大湾区国家战略的实施对珠江三角洲河网区防洪保安提出了更高的要求。珠江三角洲地区除受本地暴雨影响外,上游受西、北、东江干流洪水威胁,下游受台风暴潮影响,洪涝灾害成因复杂,急需对珠江三角洲的洪涝特性进行深入研究,而数学... 粤港澳大湾区国家战略的实施对珠江三角洲河网区防洪保安提出了更高的要求。珠江三角洲地区除受本地暴雨影响外,上游受西、北、东江干流洪水威胁,下游受台风暴潮影响,洪涝灾害成因复杂,急需对珠江三角洲的洪涝特性进行深入研究,而数学模型是最为经济便捷的研究方式。水文水动力耦合模型是当前的研究热点,在珠江三角洲地区,水文水动力耦合模型大范围、跨区域的应用仍是空白。以珠江三角洲为研究区域,以具有三角洲洪涝特色的前山河流域中珠联围为重点研究区域,采用紧密耦合的方式,构建珠江三角洲水文水动力耦合模型。将研究区域的水动力模型与重点研究区域的水文模型耦合,采用2020年6月和2008年6月的实测水文资料进行了率定与验证计算。计算结果表明:模型计算值与实测值吻合较好,满足精度要求,可投入使用。本研究可为大湾区防洪保安研究及相关业务奠定技术基础,为国家战略的顺利实施提供保障。 展开更多

关键词 珠江三角洲 中珠联围 水文水动力耦合模型

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基于SWMM与LISFLOOD-FP耦合模型的城市街区内涝模拟研究 被引量：6

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作者 卢兴超 徐宗学 +3 位作者 李永坤 胡小红 唐清竹 宋鹏越 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期98-105,124,共9页

为了评估高度城市化建设背景下暴雨侵袭时城市街区内涝灾害的演变过程,以北京市海淀区清河流域某典型排水分区为研究对象,构建了基于SWMM与LISFLOOD-FP模型的水文水动力耦合模型。选择P20210712、P20210718和P202108233场实测降雨率定... 为了评估高度城市化建设背景下暴雨侵袭时城市街区内涝灾害的演变过程,以北京市海淀区清河流域某典型排水分区为研究对象,构建了基于SWMM与LISFLOOD-FP模型的水文水动力耦合模型。选择P20210712、P20210718和P202108233场实测降雨率定和验证模型参数,并应用于P20210703实测降雨的预测,同时选取降雨重现期分别为10、20、30、50 a的长历时(24 h)设计降雨情景进行内涝模拟分析。结果表明:3场实测降雨条件下模型的纳什效率系数分别为0.76、0.68、0.71,模型参数设置合理;P20210703实测降雨条件下,模型模拟所得淹没范围、淹没水深与实际观测情况较为吻合,耦合模型精度较高;4种不同降雨重现期的长历时设计降雨情景下,溢流节点数和溢流总量均随降雨重现期的增大而增加,淹没深度大于1.00 m的淹没面积从降雨重现期为10 a的0.024 km^(2),增大到降雨重现期为50 a的0.345 km^(2),主要集中在上地下凹桥区、安宁庄西路、安宁庄中街、安宁庄路等位置,与观测情况吻合较好。 展开更多

关键词 城市暴雨 内涝模型 水文水动力耦合模型 溢流总量 淹没深度

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海绵措施空间布局优化下的晋城市洪涝水深-流速联合分布特征

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作者 舒心怡 徐宗学 +2 位作者 叶陈雷 廖如婷 贾书惠 《水资源保护》 北大核心 2025年第1期76-84,共9页

为探究海绵措施对洪涝的治理效果,解析暴雨洪涝下海绵城市地表淹没要素的关联性,以山西省晋城市西河排水片区为例,综合考虑海绵措施的径流削减效益与建设成本效益,基于多目标方法优化海绵措施布设方案,采用水文水动力耦合模型模拟地表... 为探究海绵措施对洪涝的治理效果,解析暴雨洪涝下海绵城市地表淹没要素的关联性,以山西省晋城市西河排水片区为例,综合考虑海绵措施的径流削减效益与建设成本效益,基于多目标方法优化海绵措施布设方案,采用水文水动力耦合模型模拟地表淹没特征,构建适用于不同场景的洪涝多特征多元联合概率分布。研究结果表明:海绵措施对径流的削减效果随降雨重现期的增大而逐渐减弱,当海绵措施建设成本为4.11亿元,降雨重现期为10、20、50、100 a时,径流削减率分别为0.34、0.33、0.31、0.30;同一降雨重现期下水深-流速的联合风险率随着水深和流速的增大呈现出明显的非线性下降趋势,水深为0.4 m,降雨重现期为10、20、50、100 a,对应流速分别小于0.36、0.39、0.46、0.49 m/s时的联合风险率大于0.8;水深-流速协同风险率与联合风险率相比整体较低,且高风险区域更加集中于低水深和低流速区域,水深为0.4 m时,水深-流速的协同风险率随流速变化的取值范围为0~0.34。 展开更多

关键词 城市洪涝 水文水动力耦合模型 海绵措施 NSGA-Ⅱ COPULA 晋城市

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金沙江下游-三峡梯级水库水文预报技术及应用 被引量：3

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作者 赵建华 舒卫民 王文军 《人民长江》 北大核心 2022年第S02期52-58,共7页

简要回顾了三峡水利枢纽梯级调度通信中心(三峡梯调)成立20 a以来的水文预报技术的发展历程,系统阐述了各发展阶段的情况,并总结概括了20 a来所取得的一些预报技术创新成果。研究包括:(1)综合气象水文预报技术的发展程度、预见期的尺度... 简要回顾了三峡水利枢纽梯级调度通信中心(三峡梯调)成立20 a以来的水文预报技术的发展历程,系统阐述了各发展阶段的情况,并总结概括了20 a来所取得的一些预报技术创新成果。研究包括:(1)综合气象水文预报技术的发展程度、预见期的尺度、预报的范围等要素,将三峡梯调水文预报技术发展历程分为4个阶段,并对各阶段的特点、阶段间的发展与联系做阐述;(2)总结概括了三峡梯调水文预报实践过程中的创新性研究及应用;(3)结合实际业务中存在的问题、未来发展面临的挑战以及水文预报技术发展的趋势,对三峡梯调未来水文预报技术的发展趋势作出分析。研究成果可为水文预报技术发展提供参考。 展开更多

关键词 水文预报技术 分布式水文模型 水文-水动力耦合模型 集合概率预报 三峡梯调

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基于MIKE11模型的秦淮河流域洪水调度方案 被引量：11

9

作者 陈璇 杨根林 杨红卫 《水电能源科学》 北大核心 2019年第1期70-73,共4页

针对秦淮河流域河网复杂、水工建筑物密集、受人为因素干扰较多的特点,采用MIKE11软件通过水文计算单元划分、河网拓扑结构搭建、水工建筑物设置等工作构建秦淮河流域一维水文水动力耦合模型,利用实测洪水资料进行了模型参数的率定检验... 针对秦淮河流域河网复杂、水工建筑物密集、受人为因素干扰较多的特点,采用MIKE11软件通过水文计算单元划分、河网拓扑结构搭建、水工建筑物设置等工作构建秦淮河流域一维水文水动力耦合模型,利用实测洪水资料进行了模型参数的率定检验,并通过模型复核了秦淮河现状防洪能力,针对秦淮河流域现状防洪能力不足的问题,研究了外秦淮河、秦淮新河等河道清淤、秦淮东河工程实施、新增调蓄湖泊、圩区限排等工程及非工程措施的防洪效果。结果表明,通过多种措施并举可有效降低秦淮河设计洪水位,提升流域防洪能力,为秦淮河流域防洪治理工作提供借鉴。 展开更多

关键词 秦淮河流域 水文水动力耦合模型 MIKE11模型 洪水调度

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湄公河-洞里萨湖河湖关系与水文情势驱动响应研究——关键科学问题与技术实现路径 被引量：5

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作者 李昌文 黄艳 《人民长江》 北大核心 2022年第6期1-13,共13页

湄公河与洞里萨湖河湖关系是世界上著名江湖关系的典型代表,同时受上游来流、下游潮汐、区域风浪、洪泛区调蓄等影响,水情叠加互馈效应(遭遇、倒灌、补水、漫滩、顶托、调蓄)巨大,水文过程集成度高。从河湖水文情势变化规律、河湖耦合... 湄公河与洞里萨湖河湖关系是世界上著名江湖关系的典型代表,同时受上游来流、下游潮汐、区域风浪、洪泛区调蓄等影响,水情叠加互馈效应(遭遇、倒灌、补水、漫滩、顶托、调蓄)巨大,水文过程集成度高。从河湖水文情势变化规律、河湖耦合水文水动力学模型、河湖水量交换关系及水情驱动机制3个方面阐述了湄公河-洞里萨湖河湖关系与水文情势驱动响应机理研究进展,并研究了其关键科学问题与技术实现路径。结果表明:①湄公河与洞里萨湖水文-水动力作用机理复杂且尚不明晰,成为制约湄公河和洞里萨湖综合治理的瓶颈问题;②未来亟需加强研究的重点方向主要包括构建湄公河与洞里萨湖大型连通水网水文-水动力耦合模型,精细模拟河湖水情组合叠加效应的时空量演变特征,定量揭示洞里萨湖河湖互相转换特性,理清河湖交互规律的宏微观格局,定量评估径流、潮汐、风浪遭遇组合对河湖水量交换的影响量,阐明河湖水情-水动力条件-水通量交互-湖区水文节律的驱动机制和耦合协变响应规律,以及创建河湖水量交换关系内涵变化量与洞里萨湖全区域全过程水文情势变化量的定量关系知识图谱。研究成果对丰富江湖关系内涵、指导柬埔寨洪旱灾害应对、提高水文预报精度、确保河湖健康具有极其重要的科学理论意义和实践应用价值。 展开更多

关键词 河湖关系 河湖水量交换 驱动-响应机理 河湖耦合水文-水动力学模型 定量知识图谱 洞里萨湖 湄公河

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应对极端暴雨洪水与提升防洪安全韧性研究——以太湖流域为例 被引量：4

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作者 吴娟 钱傲然 林荷娟 《中国水利》 2024年第8期25-32,共8页

为应对类似于河南省郑州市“7·20”特大暴雨可能带来的灾害风险,保障极端暴雨条件下的太湖流域防洪安全,提升流域防洪韧性,将郑州“7·20”特大暴雨移植到太湖流域,采用水文水动力学耦合模型推演现状骨干防洪工程体系(太浦河... 为应对类似于河南省郑州市“7·20”特大暴雨可能带来的灾害风险,保障极端暴雨条件下的太湖流域防洪安全,提升流域防洪韧性,将郑州“7·20”特大暴雨移植到太湖流域,采用水文水动力学耦合模型推演现状骨干防洪工程体系(太浦河、望虞河、江南运河、沿长江、沿杭州湾等)3种洪水调度条件下,太湖流域、水利分区与城市代表站应对极端暴雨洪水的响应情况。研究表明:将暴雨中心移植至太湖流域武澄锡虞区,3天累计降雨量达398.0 mm;现状调度下北部分区代表站最高水位分别较有记录以来的历史最高水位偏高0.15~0.88 m,外圈全力排水调度下北部分区水位较历史最高水位偏高0.07~0.76 m,内外圈全力排水调度下北部分区水位较历史最高水位偏高0.03~0.28 m,无锡(大)站水位峰值将会降至5.78 m,低于江南运河无锡段现状堤顶高程。研究成果有助于提升流域、区域与城市应对超标准暴雨洪水的应急处置能力,为强化太湖流域洪涝灾害风险感知、预报预警、风险研判、调度决策、响应联动等关键环节提供技术支撑和科学依据。 展开更多

关键词 太湖流域 极端暴雨 洪水预测 水文水动力学耦合模型

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汉北河流域强人类活动影响下的暴雨洪水模拟方法

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作者 黄曼丽 吴凤燕 +5 位作者 翁朝晖 丁俊芝 马婉丽 黄雍 徐静 李海建 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第7期72-78,93,共8页

为了研究人类活动影响下丘陵到平原区流域洪水模拟的关键问题,包括流域内降雨空间分布不均、丘陵平原产汇流差异大、下垫面受水利工程建设和调度影响等复杂边界条件,并提出相应的解决办法和模型,以汉北河为例,将大流域划分为11个单元,... 为了研究人类活动影响下丘陵到平原区流域洪水模拟的关键问题,包括流域内降雨空间分布不均、丘陵平原产汇流差异大、下垫面受水利工程建设和调度影响等复杂边界条件,并提出相应的解决办法和模型,以汉北河为例,将大流域划分为11个单元,通过分析场次暴雨在各单元的空间分布解决降雨空间不均的问题;各单元根据各自下垫面条件进行API水文模型参数的率定,解决了丘陵平原产汇流差异大的问题,提高了模型参数与实际情况的贴合度。在模型中,将河流改道、水库、蓄滞洪区、水闸、泵站建设和调度、土地利用等人类活动对汇流的影响纳入物理模型和产汇流模拟中,以便构建符合实际调度的下垫面产汇流体系。模拟计算的洪峰的纳什系数NSE均在0.85以上,模拟结果表明洪峰流量、水位及峰现时间与实测值吻合良好。 展开更多

关键词 暴雨洪水模拟 水文水动力嵌套耦合模型 汉北河流域 人类活动影响

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太湖流域超标特大洪水风险预警系统建设及应用 被引量：15

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作者 吴娟 林荷娟 +3 位作者 姜桂花 季海萍 刘敏 杜诗蕾 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期164-170,共7页

为做好超标洪水调度、保障流域防洪安全,开发建设了由基于水文水动力学耦合的超警超保风险区域预警模型与基于水文学法的洪水淹涝风险快速评估模型共同组成的超标特大洪水风险预警系统,该系统在太湖流域预报调度一体化系统中通过智能交... 为做好超标洪水调度、保障流域防洪安全,开发建设了由基于水文水动力学耦合的超警超保风险区域预警模型与基于水文学法的洪水淹涝风险快速评估模型共同组成的超标特大洪水风险预警系统,该系统在太湖流域预报调度一体化系统中通过智能交互方式进行模型与系统的紧密集成,实现了预报调度成果的可视化。基于水利一张图的超警超保与淹涝动态展示,实现了预报产品从点到面、从常规预报到影响预测的突破,以及洪水风险由静态评估向实时快速动态分析的转变。应用结果表明:系统在2020年太湖流域性大洪水中累计发布超警超保风险提示39期、洪水淹涝风险评估4期,预测结果与实际基本一致,为科学调度防御超标洪水提供了技术支撑,避免了江苏省苏州市3万多的人员转移,有力保障了太湖流域防洪安全。 展开更多

关键词 洪水风险预警系统 洪水预报 水文水动力学耦合模型 太湖流域

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深圳市重演郑州“7·20”特大暴雨情景分析

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作者 吴家阳 刘佳明 刘晓霞 《水利水电快报》 2024年第11期10-16,25,共8页

深圳极易遭遇以“台风、暴雨、海潮”三碰头为代表的极端天气事件,有必要分析其在极端天气下内涝灾害发生、发展和消退全过程。以深圳市罗湖中心区为例,基于分布式水文水动力耦合模型,采用暴雨移置方法,重演了郑州“7·20”特大暴... 深圳极易遭遇以“台风、暴雨、海潮”三碰头为代表的极端天气事件,有必要分析其在极端天气下内涝灾害发生、发展和消退全过程。以深圳市罗湖中心区为例,基于分布式水文水动力耦合模型,采用暴雨移置方法,重演了郑州“7·20”特大暴雨造成的内涝灾害风险,分析了罗湖中心区现状工程体系对极端暴雨的响应。结果表明:深圳市罗湖中心区内涝积水深度大于0.3 m的区域面积占比高达13.58%,积水范围与小于2 a一遇设计重现期的雨水管渠分布范围高度重合。现状内涝成因主要为管渠输水能力不足,涝水不能迅速通过管网输送至泵站前池,从而造成远端积涝。研究成果有助于提高深圳市极端暴雨灾害认识和应对能力,可为超标准洪水应急预案编制和汛前演练等提供技术支撑。 展开更多

关键词 极端暴雨 城市内涝 分布式水文水动力耦合模型 郑州“7·20”特大暴雨 深圳市

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秦淮东河工程防洪调度方案研究 被引量：4

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作者 陈璇 杨根林 +1 位作者 管桂玲 杨红卫 《人民长江》 北大核心 2019年第4期36-41,共6页

秦淮东河工程是秦淮河流域下游新开的分洪道工程,该工程将有效缓解秦淮河流域行洪出路不足的问题。在研究过程中,采用MIKE11软件,搭建了秦淮河流域及秦淮东河水文水动力耦合模型,借助于该模型,对雨前预降、武定门闸控泄以及东河单线行... 秦淮东河工程是秦淮河流域下游新开的分洪道工程,该工程将有效缓解秦淮河流域行洪出路不足的问题。在研究过程中,采用MIKE11软件,搭建了秦淮河流域及秦淮东河水文水动力耦合模型,借助于该模型,对雨前预降、武定门闸控泄以及东河单线行洪等工程调度方案的合理性及防洪效益进行了定量分析。分析结果表明:雨前预降对流域防洪效益较小;武定门闸控泄需兼顾到对上下游的合理调度;在流域降雨较小时,东河单线行洪方案具有可行性。 展开更多

关键词 防洪调度 调度方案 水文水动力耦合模型 MIKE11 秦淮东河

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