基于FloodArea模型的龙须河流域暴雨洪涝淹没模拟研究

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基于DELFT3DHM模型的苍海湿地公园洪水淹没模拟研究

第35卷第1期长江科学院院报Vol.35 No.l2 0 18 年 1 月Journal of Yangtze River Scientific Research Institute Jan.2 0 18 doi：10.11988/ckyyb.20161168 2018,35(1) ：63-66基于D E L F T3D H M模型的苍海湿地公园洪水淹没模拟研究李彬(河南省水利勘测设计研究有限公司，郑州450016)摘要:洪水淹没情景受区域洪水流量、河床地形变化、河道工程运行调度等多因素影响,对于洪灾情景的确定，是开展河道与滩区治理研究以及进行防洪设计和滩区功能定位的前提条件。

为此，以苍海湿地公园区域为例，利用 Delft3D H M模型建立起二维洪水演进模型，进而模拟洪水淹没过程。

模型采用P= 20 a—遇洪水历史资料进行验证，结果合理;采用P= 50 a—遇洪水对苍海湿地公园流域内洪水淹没过程进行了模拟，得到了实时淹没范围、最大淹没区域、水位变化过程等洪涝区内的特征水力要素信息。

成果为该区域内的防洪规划和实时洪水预报提供理论参考，同样为后期洪涝区内水质提升工程提供可靠参数。

关键词:Delft3D H M模型;苍海湿地公园;洪水淹没;水力要素;洪水预报;水质提升中图分类号:TV122 文献标志码:A文章编号=1001-5485(2218)01-0063-041研究背景洪水演进模型的存在和发展为研究洪水运动规律提供了有力的依据[1，对洪水演进的水文和水力学数学模拟方法，能够模拟洪水条件下可能的淹没范围、淹没历时、特征水深等水力要素，为绘制洪水风险图和洪水预警预报提供重要依据。

国内外专家针对洪水演进模型进行了很多研究，早在181年法国人圣•维南建立的明渠非恒定流偏微分方程组，为洪水研究奠定了理论基础。

胡四一等[2]在建立长江中下游河湖洪水模型中采用无结构网格二维非恒定有限体积格式，可适应湖区各种复杂的边界条件;李大鸣等[3]通过改进有限元质量集中法提出质量加权集中法，并较好地运用于小清河滞洪区二维洪水演进模拟中;李大鸣等[4]在东淀滞洪区采用无结构不规则网格布置方式对其来水进行模拟;张细兵等[5]在建立荆江分洪区模型时利用阵面推进法提出了河道有限元网格自动剖分法。

基于GIS淹没模型的洪水演进模拟及检验

基于GIS淹没模型的洪水演进模拟及检验叶丽梅;彭涛;周月华;高伟;牛奔;刘旭东【期刊名称】《暴雨灾害》【年(卷),期】2016(035)003【摘要】用部分溃坝的波流与堰流相交法模拟淦河流域溃口点的流量.以溃口点的流量、DEM为基础数据,利用GIS的暴雨洪涝淹没模型,对2010年7月14日淦河流域由强降水引发的溃口式洪水淹没过程进行模拟,并利用实际灾情对模拟结果进行检验分析.模拟结果表明:随着洪水演进,淦河流域的淹没面积不断地增大,其中0.5～1 m水深段的淹没面积增长最快;14日18时,洪水到达任窝村,20时淹没至马桥镇,22时淹没至严洲村.灾情调查检验结果显示,对于洪水到达时间和地点,淹没模型模拟值与实况值较为吻合,表明该模型在溃口式洪水淹没过程方面具有较好的模拟效果.【总页数】6页(P285-290)【作者】叶丽梅;彭涛;周月华;高伟;牛奔;刘旭东【作者单位】武汉区域气候中心,武汉430074;中国气象局武汉暴雨研究所暴雨监测预警湖北省重点实验室,武汉430074;中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室,北京100081;武汉区域气候中心,武汉430074;中国地质大学,武汉430074;武汉中心气象台,武汉430074;湖北省仙桃市气象局,仙桃433000;中国地质大学,武汉430074;内蒙古自治区航空遥感测绘院,呼和浩特010050【正文语种】中文【中图分类】P426.616【相关文献】1.基于GIS淹没模型的汉北河流域暴雨洪涝淹没模拟与检验 [J], 汪涛;叶丽梅2.基于GIS的大藤峡水库泄洪下游淹没影响模拟与分析 [J], 吴娟3.基于ArcGIS Engine的洪水淹没模拟系统构建 [J], 唐震;李勇;茅昌平;宋利睿;郑芳文4.基于GIS的洪水演进模拟系统研究 [J], 张彦召;董杰;韩敏5.基于GIS的台风风暴潮淹没情景模拟方法与平台开发 [J], 汤富平;郭见兵;余华芬;潘骁骏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于水文学模型对洪泽湖周边滞洪区洪水演进模拟计算

2020.616科技论坛1　引言洪泽湖周边滞洪区位于洪泽湖大堤以西，废黄河以南，泗洪县西南高地以东，以及盱眙县的沿湖、沿淮地区，大致范围为沿湖周边高程12.5m 左右蓄洪垦殖工程所筑迎湖堤圈至洪泽湖设计洪水位16.0m 高程之间圩区和坡地。

其中地面高程在15.0m 以下的低洼地称为“洪泽湖周边洼地”，大部分地区已圈圩封闭，高程15.0m 以上地区为岗、坡地，基本未封闭圈圩。

洪泽湖周边滞洪区是一个复杂的大型非恒定水流系统，河湖连通关系复杂。

以洪泽湖为中心，有多条河流入湖，又有多个出湖口门，分、滞、蓄、泄定量过程中存在诸多困难，水流流向不定，水位流量关系受水工建筑物控制和洪水涨落影响，蓄滞洪区洪水吐纳等方面的问题均给该地区洪水演进研究带来难题。

本文运用水文学方法建立洪水数学模型，将河道、湖泊和滞洪区合并假想为一个大型水库，根据已知的水库库容曲线、入库洪水过程线及泄洪建筑物的泄流能力曲线等基本资料，求得出库水位和下泄流量的变化过程线[1]。

2　水文学模型原理首先，由于圣维南方程组很难求得精确解析解，水库调洪演算法简化方程组，忽略洪水入库至泄洪建筑物间的行进时间等因素，仅考虑坝前水位水平面以下的库容对洪水进行调节作用，得到水量平衡方程[2]：QΔt-qΔt=Q D t D q D t =12Q (q 1+q 2()D t =V 2D V （Q 1+Q 2）Δt-Q D t D q D t =12Q q 1+q 2()D t =V 2D V 1（q 1+q 2）Δt=V 2-V 1（1）式中：Q 1、Q 2分别为初、末计算时段的入库流量；Q 为计算时段的平均入库流量；q 1、q 2分别为初、末计算时段的下泄流量；q 为计算时段的平均下泄流量；V 1、V 2分别为初、末计算时段水库的蓄水量；Δt 为计算时段长度，根据洪水涨落过程变化幅度以及计算精度要求而定。

当水库入库洪水过程线已知，即Q 1、Q 2、Q 均为已知，又V 1、q 1则是计算时段Δt 开始时的初始条件，故式（1）中的未知数有两个V 2和q 2，须增加一个方程才能求解。

水文模型在自然灾害预警中的应用

水文模型在自然灾害预警中的应用自然灾害是人类面临的一大挑战，其中水灾作为一种常见的自然灾害，给人们的生命财产带来了极大的危害。

为了更好地保护人民的生命财产安全，各地都积极开展了预测水灾的研究工作。

在这一过程中，水文模型起到了关键作用。

一、水文模型的概念和种类水文模型是指用来描述和预测流域水文过程的数学模型，可分为概念性水文模型、分布式水文模型和集中式水文模型三种类型。

概念性水文模型：概念性模型主要应用于小流域的水文预测中，它把整个流域看作一个单一的整体，简单地描述径流汇流和水文循环，并假设该流域具有单一的小气候。

由于数据要求少且计算快，因此主要应用于短期预测。

分布式水文模型：分布式模型基于GIS技术，将流域分为许多子单元，每个子单元看作是一个简单的水文场，然后基于连续的计算处理流域水文过程。

由于它需要大量的数据，模型精度较高，因此主要用于长期预测和水资源评价。

集中式水文模型：集中式模型将流域看作是一个流入和流出平衡、有一定规模的集中营地，通过不同的参数估计方法对流域水文过程进行描述。

由于其计算精度高、数据需求少，因此可用于各种类型的预测和管理。

二、水文模型在洪水预测中的应用水文模型在洪水预测中的应用主要是通过流域的水文信息（包括降雨、蒸散发、地质特征、人类活动等）及历史资料，运用数学模型对其进行分析和预测，从而形成预测结果。

其中，流域降雨能量倍增（RAINER）模型成为了一款领先的水文模型工具，能对降雨模型以及各种流域特征进行诊断并模拟流域内降雨和径流的过程。

这款工具在全球流域评价和水资源管理中都得到了广泛应用。

另外，国内外也涌现出了很多优秀的洪水模型，例如美国国家气象局(Modified Acclerated Composondtion;MACS)和俄罗斯(state landowater)等模型，它们可以实现对流域洪水的快速预报和短期预测。

三、水文模型在干旱预警中的应用水文模型在干旱预警中的应用主要是通过利用多因素共同影响下的水资源状况，对地下水水文信息、大气物理和土壤条件等进行综合分析和模拟，从而形成预测结果。

流域水文模型在洪水预警中的应用

流域水文模型在洪水预警中的应用2西安水文水资源勘测中心7101003延安水文水资源勘测中心716000摘要：本论文旨在探讨流域水文模型在洪水预警中的应用。

首先介绍洪水预警的重要性和挑战，以及流域水文模型的基本原理与类型。

然后详述水文模型在洪水预警中的应用过程，包括数据收集、模型参数估计与校准，以及验证与评估。

进一步探讨洪水预警系统的建立与优化，包括实时监测、模型集成和预报输出等方面。

最后，通过案例研究与实践评估流域水文模型在洪水预警中的效果。

同时，也讨论了该领域面临的挑战与展望，提出了未来发展方向和建议。

关键词：流域水文模型；洪水预警；应用1.洪水预警与流域水文模型1.1 洪水预警的重要性洪水是自然灾害中最为频繁和危害最大的灾害之一。

洪水发生时，水位急剧上升，洪水冲击力强，容易导致洪水淹没和破坏，给人们的生命财产造成重大威胁。

因此，及时发布洪水预警，让民众有足够时间采取安全措施，对于减轻灾害损失至关重要。

洪水预警有助于提高社会的防灾意识和应急能力。

当人们得知可能发生洪水时，会更加重视洪水防范和准备工作，提高对洪水的认识和了解，增强防灾意识。

而在实际预警过程中，相关部门和群众会通过演练和预案的实施，提高应对洪水灾害的能力。

1.2 流域水文模型的基本原理流域水文模型基于水文学原理和数学方法，模拟和预测流域内的水文过程。

其基本原理是通过建立数学方程描述水文过程，如降雨入渗、径流形成和河道水位等，并结合实测或估算的输入数据进行模拟计算。

流域水文模型可以综合考虑降雨、地形、土地利用等因素的影响，对洪水发展趋势进行预测。

2.流域水文模型在洪水预警中的应用2.1 数据收集与预处理数据收集与预处理是流域水文模型建立的首要步骤，直接影响预警结果的准确性和可靠性。

首先，需要收集流域内的各类水文数据，包括降雨量、径流量、蒸发量、土壤含水量等。

这些数据可以通过气象站、水文站等观测设备实时获取，也可以通过卫星遥感等技术获得遥感数据。

基于MIKE FLOOD的城区溃坝洪水模拟研究

基于MIKE FLOOD的城区溃坝洪水模拟研究王欣;王玮琦;黄国如【摘要】The safety of dam not only affects the benefit of the project,but also relates closely to the safety of people's life and property.Dam-break flood simulation can evaluate the impacts of dam-break,and it is of great significance to the making of emergency plans so as to control flood and reduce disasters.Researches are carried out on the dam-break flood developing process in the downstream of the Minzhi reservoir based on the MIKE FLOOD model,which couples MIKE 11 and MIKE 21.By adopting two methods,a sudden dam-break method (for sudden partial dam-break as well as sudden full dam-break) and a gradual dam-breakmethod,simulations of the flow graphs at the breach dam under four operating situations and the flood developing process in the downstream are respectively made in this study.The research results show that the peak flow of the sudden dam-break is larger at the beginning of the dam break,and the gradual dam-break peak flow is relatively small when the deformation of seepage failure develops to the upper part of the dam.And then,as the water level in the reservoir falls gradually,the flow discharge becomes smaller,until the reservoir is emptied.The dam-break flood has a greater destructive power against the upstream area of the Hengling village,where the submerged depth is larger.The flood velocity is up to 5 m/s in the residential and commercial areas of the middle reach of the Minzhi River.The flood has a certain damage to the buildings.The left sideof the Xiangnan village is low-lying,the flooding is the most serious,and it still has a waterlogging depth of 3 m after the flood subsidence.%大坝安全不仅影响工程效益,还影响人民的生命和财产安全,溃坝洪水模拟可以对水库大坝的失事影响做出评估,对制定应急预案和防洪减灾具有重要意义.以深圳市龙华新区民治水库及下游片区为研究对象,基于MIKE FLOOD将MIKE 11模型和MIKE21模型进行动态耦合,对溃坝洪水在下游的演进过程进行仿真模拟.模型采用瞬间溃(瞬间部分溃和瞬间全溃)以及逐渐溃两种溃决方式,分别模拟4种工况下的溃口流量过程线以及下游洪水演进过程.结果表明:瞬间溃的洪峰流量较大,出现在溃坝开始时刻,而逐渐溃的洪峰流量相对较小,出现在渗透破坏变形发展至上部坝体坍塌时刻,之后均随库区水位逐渐降低,下泄流量变小,直至库区水体排空.溃坝洪水对上游地区横岭村附近破坏较大,淹没水深较深.民治河中游段居民和商业区附近洪水流速接近5 m/s,对建筑物有一定破坏力,左侧向南村地势较低,淹没情况最为严重,并且在洪水消退后仍有3 m左右积水.民治河下游地区在洪水消退后也有少量积水.【期刊名称】《水利水运工程学报》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】7页(P67-73)【关键词】溃坝洪水;MIKE FLOOD;数值模拟;淹没水深;淹没范围【作者】王欣;王玮琦;黄国如【作者单位】华南理工大学土木与交通学院,广东广州510640;华南理工大学土木与交通学院,广东广州510640;华南理工大学土木与交通学院,广东广州510640;华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室,广东广州510640【正文语种】中文【中图分类】TV122+.4水库大坝是人类历史上重要的水工建筑物，在兴利和调蓄洪水等方面发挥着不可替代的作用，同时对区域内国民经济发展也承担着重要角色[1]。

一种基于Flood Area模型的暴雨灾害天气风险评估方法、装置及设备[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010677443.X(22)申请日 2020.07.15(71)申请人云南电网有限责任公司带电作业分公司地址 650011 云南省昆明市盘龙区白塔路201号(72)发明人罗哲轩　赵维谚　李俊鹏　杨腾　符宗锐　张雯娟　(74)专利代理机构昆明合众智信知识产权事务所 53113代理人张玺(51)Int.Cl.G06Q 10/06(2012.01)G06Q 50/26(2012.01)G01W 1/10(2006.01)G01W 1/14(2006.01)G01S 13/95(2006.01)G01D 21/02(2006.01)(54)发明名称一种基于Flood Area模型的暴雨灾害天气风险评估方法、装置及设备(57)摘要本发明涉及灾害评估技术领域，尤其涉及一种基于Flood Area模型的暴雨灾害天气风险评估方法，该方法包括收集整理资料，建设风险数据库；通过预报数据、雷达估测和雨量站资料，进行面雨量的计算；确定致灾临界降水量；对承载体暴露与脆弱性进行分析；结合风险数据库、致灾雨量确定及承载体的暴露量与脆弱性技术，通过Flood Area模拟输出灾害风险范围和分布图以及灾损风险定量估计成果；本发明基于Flood Area模型，结合多种预报模型的数值以及预报数据、自动气象站观测资料的统计分析，利用多种成熟的数值模式降雨预报数据，提高了暴雨监测预报能力，为暴雨灾害性天气的评估打下基础。

权利要求书2页说明书8页附图7页CN 111915158 A 2020.11.10C N 111915158A1.一种基于Flood Area模型的暴雨灾害天气风险评估方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：收集整理资料，建设风险数据库；步骤S2：通过预报数据、雷达估测和雨量站资料，进行面雨量的计算；步骤S3：确定致灾临界降水量；步骤S4：对承载体暴露与脆弱性进行分析；步骤S5：结合风险数据库、致灾雨量确定及承载体的暴露量与脆弱性技术，通过Flood Area模拟输出灾害风险范围和分布图以及灾损风险定量估计。

基于FloodArea模型的大通河流域暴雨洪涝灾害风险评估

ｌＪ】．ＴｏｒｒｅｎｔｉａｌＲａｉｎａｎｄＤｉｓａｓｔｅｒｓ，２０１５，３４（４）：３８４ — ３８７
基于ＦｌｏｏｄＡｒｅａ模型的大通河流域暴雨洪涝灾害风险评估
ＸＩＥＷｕｓａｎ，ＴＩＡＮＨｏｎｇ，ＬＵＹａｎｙｕ．ＲｉｓｋＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＲａｉｎｓｔｏｒｍａｎｄＦｌｏｏｄＤｉｓａｓｔｅｒｓｉｎＤａｔｏｎｇＲｉｖｅｒＢａｓｉｎＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＦｌｏｏｄＡｒｅａＭｏｄｅｌ
谢五三，田红，卢燕宇
（安徽省气候中心，合肥２３００３１）
摘
要：利用流域内所有国家气象站及区域自动站共３９站逐小时降水实况、过程降水量和降水落区预报、数字高程模型资料，采用ＦｌｏｏｄＡｒｅａ模型的暴雨淹没情景，对２０１３年７月５日２０时一６日２０时大通河流域出现的历史罕见强降水时段进行洪水淹没模拟及效果检验。模拟结果表明：大通河流域中上游水位上涨明显，大部地区涨水超过１ｍ，部分支流水位上涨超过３ｍ，竹阳乡、酉华乡和乔木乡的局部地区涨水超过６ｍ。灾情调查检验表明，对于洪水淹没范围和淹没水深，ＦｌｏｏｄＡｒｅａ模拟值与实况值均较为吻合，表明ＦｌｏｏｄＡｒｅａ模型在大通河流域具有较好的洪水淹没模拟效果，可用于暴雨洪涝灾害风险评估与预警业务。

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基于ＦｌｏｏｄＡｒｅａ模型的龙须河流域暴雨洪涝淹没模拟研究
戴雨菡，黄路婷，李明志２，陈欣
（１．田东县气象局，广西田东５３１５００；２．百色市气象局，广西百色５３３０００）
摘要：选取龙须河流域内及周边气象区域站和国家站的逐日降雨量资料，采用广义极值分布函数来进行拟合优度检验并计算出不同重现期的致洪面雨量。将不同重现期致洪面雨量、小时雨型分布、高程数据代人ＦｌｏｏｄＡｒｅａ模型进行洪水
ｓｃｏｐｅａｎｄｌｆｏｏｄｉｎｇｄｅｐｔｈａｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｔｙｐｈｏｏｎ（１４１５Ｋａｌｍａｅｇｉ）ｆｌｏＨｕａｎｇＬｕｔｉｎｇＬｉＭｉｎｇｚｈｉＣｈｅｎＸｉｎ
（１ＴｉａｎｄｏｎｇＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌＳｔａｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｄｏｎｇ５３１５００；２ＢａｉｓｅＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌＯｆｆｉｃｅ，Ｂａｉｓｅ５３３０００）
ａｌｌｏｆｔｈｅｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｓｔａｔｉｏｎｓｉｎＬｏｎｇｘｕＲｉｖｅｒｂａｓｉｎ．ｔｈｅｒｅｔｕｒｎｐｅｒｉｏｄｖａｌｕｅｓｏｆｌｆｏｏｄ－ｃａｕｓｉｎｇａｒｅａ
中国分类号：Ｐ４９文献标识码：Ａ
ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＳｔｕｄｙｏｆＦｌｏｏｄｉｎＬｏｎｇｘｕＲｉｖｅｒＢａｓｉｎＢａｓｅｄｏｎｔｈｅ
ＦｌｏｏｄＡｒｅａＭｏｄｅｌ
ｖａｌｕｅｓ，ｄａｔａｏｆｈｏｕｒｌｙｒａｉｎｆａｌｌａｎｄｔｈｅｄｉｇｉｔａｌｅｌｅｖａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｒｅｔｕｒｎｐｅｉｏｒｄｖａｌｕｅｓｏｆｌｆｏｏｄｉｎｇ
ｒａｉｎｆａｌｌａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．ＦｌｏｏｄｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍＦｌｏｏｄＡｒｅａｍｏｄｅｌｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｒｅｔｕｒｎｐｅｉｏｒｄ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｅｘｔｒｅｍｅｖａｌｕｅｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｓａｎｄｄａｔａｏｆｄａｉｌｙｒａｉｎｆａｌｌｗｉｔｈ
淹没模拟，得到不同重现期下面雨量淹没范围和水深。结果表明：龙须河流域中下游水位上涨明显，靠近龙须河中游的荣华水文站点模拟水淹最深，出现２次涨水，模拟水位上涨超过３ｍ，通过和实际水文站数据对比，洪水发展过程、最高
水淹深度要滞后于降水峰值５ — ７小时．且与实际的水文站的水位差较吻合，证明ＦｌｏｏｄＡｒｅａ模型在龙须河流域具有较
好的洪水淹没模拟效果．为暴雨洪涝灾害风险评估和预警业务提供较好的技术支撑。关键词：ＦｌｏｏｄＡｒｅａ；暴雨洪涝；淹没模拟；龙须河流域
第３７卷
第４期
气
Ｊ０ＵＲＮＡＬＯＦＭ眦
象
研
究
与
应
用
Ｖｏｌ－３７Ｎｏ．４
Ｄｅｃ．２０１６
２０１６年１２月
０Ｒ０ＬＯＧＩＣＡＬＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ
文章编号：１６７３ — ８４１１（２０１６）０４ — ００４６ — ０４
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｅｉｓａｓｈａｒｐｒｉｓｅｏｆｔｈｅｗａｔｅｒｌｅｖｅｌａｔｍｉｄｄｌｅａｎｄｌｏｗｅｒｒｅａｃｈｅｓｏｆＬｏｎｇｘｕｒｉｖｅｒ