基于分布式水文水动力耦合模型的秦淮河流域洪水模拟 被引量：4

1

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

城市洪涝水文水动力耦合模型构建与评估 被引量：82

2

作者 黄国如 陈文杰 喻海军 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期334-344,共11页

为降低暴雨洪涝灾害损失,利用数值模拟方法研究城市洪涝过程,提前获取可靠的洪涝水情信息,具有重要的现实意义。根据城市洪涝过程的水文水动力学原理和方法,以SWMM模型与自主研发的二维模型为基础,提出一、二维模型耦合的具体方法,通过... 为降低暴雨洪涝灾害损失,利用数值模拟方法研究城市洪涝过程,提前获取可靠的洪涝水情信息,具有重要的现实意义。根据城市洪涝过程的水文水动力学原理和方法,以SWMM模型与自主研发的二维模型为基础,提出一、二维模型耦合的具体方法,通过水平和垂直方向的连接构建水文水动力耦合模型。研究提出基于DLL的一、二维模型耦合策略,以垂向连接问题为理论案例,将模拟结果与InfoWorks ICM软件结果进行对比分析,阐明该垂向连接方式的合理性。以广州市东濠涌流域为实际案例,构建了东濠涌流域城市洪涝水文水动力耦合模型,选用2场实测降雨对模型进行模拟分析,发现模型在一维排水系统排水能力和二维地表积水的模拟均具有较好的精度和可靠性。结果表明所提出的连接算法合理可行,所构建的水文水动力耦合模型具有一定的可靠性,对城市洪涝模拟分析具有较好的应用价值。 展开更多

关键词 城市洪涝 水文水动力耦合模型 垂向连接 东濠涌流域

在线阅读 下载PDF 职称材料

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：17

3

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于水文水动力耦合模型的洪水淹没模拟 被引量：14

4

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

城市暴雨内涝水文水动力耦合模型研究进展 被引量：42

5

作者 宋利祥 徐宗学 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期581-587,共7页

城市地表是暴雨内涝水文与水动力过程的共同载体,水流运动是水文与水动力过程的共同形式,故暴雨内涝水文与水动力过程存在极为复杂的耦合关系.从城市暴雨内涝水文水动力耦合模型构建的角度,综述了城市暴雨内涝水文水动力学机制、数学模... 城市地表是暴雨内涝水文与水动力过程的共同载体,水流运动是水文与水动力过程的共同形式,故暴雨内涝水文与水动力过程存在极为复杂的耦合关系.从城市暴雨内涝水文水动力耦合模型构建的角度,综述了城市暴雨内涝水文水动力学机制、数学模型及其求解方法的研究进展,总结了各种模型及方法的优缺点,指出了水文驱动水动力模型与水文水动力耦合模型的本质区别,并探讨了城市暴雨内涝水文水动力自适应耦合建模方法及高性能计算技术. 展开更多

关键词 城市雨洪 暴雨内涝 水文水动力耦合模型 高速计算

在线阅读 下载PDF 职称材料

珠江三角洲水文水动力耦合模型研究 被引量：8

6

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于SWMM与LISFLOOD-FP耦合模型的城市街区内涝模拟研究 被引量：14

7

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

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 被引量：8

8

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

CN-SWE2D模型构建及门头沟小流域暴雨山洪模拟研究

9

作者 吴婧 阚光远 +3 位作者 马建明 何胜男 杜龙刚 张煜萨 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期515-527,共13页

为了提升暴雨山洪数值模拟的精度与性能,本文将基于径流曲线数方法的水文产流计算模块(SCS-CN)与基于GPU加速的二维水动力汇流计算模块(SWE2D)相耦合,构建了水文水动力耦合模型(CN-SWE2D)。将CN-SWE2D模型应用于“23.7”特大洪水北京市... 为了提升暴雨山洪数值模拟的精度与性能,本文将基于径流曲线数方法的水文产流计算模块(SCS-CN)与基于GPU加速的二维水动力汇流计算模块(SWE2D)相耦合,构建了水文水动力耦合模型(CN-SWE2D)。将CN-SWE2D模型应用于“23.7”特大洪水北京市门头沟小流域暴雨山洪数值模拟,模拟结果显示,灾害淹没面积达1.31 km2,占流域面积的6.25%。洪泛区沿河岸分布,淹没水深大于2 m的严重淹没面积约为0.02 km2。本次洪灾径流系数0.69,出口流量峰值404 m3/s,超过50年一遇设计洪水标准。计算结果与观测数据的进一步比对表明,门头沟小流域遭遇了严重的洪水灾害。本文提出的CN-SWE2D模型实现了从降雨产流到洪水淹没的全过程高性能精细化数值模拟,模拟结果提供了丰富的水力要素信息,模拟结果不仅能够有效反映实际的洪水过程,还能为防洪减灾工作提供有力的技术支撑。 展开更多

关键词 “23.7”特大洪水 小流域暴雨山洪 SCS-CN 二维水动力学模型 GPU并行计算 水文水动力耦合模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

金沙江下游-三峡梯级水库水文预报技术及应用 被引量：3

10

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于MIKE11模型的秦淮河流域洪水调度方案 被引量：13

11

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

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

12

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

汉北河流域强人类活动影响下的暴雨洪水模拟方法

13

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

太湖流域超标特大洪水风险预警系统建设及应用 被引量：19

14

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

秦淮东河工程防洪调度方案研究 被引量：4

15

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

在线阅读 下载PDF 职称材料