基于skyline的渭河下游洪水演进三维可视化系统研究_李茜_骆建文
金沙江白格堰塞坝自然泄流冲刷溃决过程数值模拟
第52卷第8期2021年8月VoL52,No.8Aug.,2021人民长江Yangtee River文章编号：1001-4179(2021)08-0022-08金沙江白格堰塞坝自然泄流冲刷溃决过程数值模拟谢忱1，陈製1，侯奇东1，胡宇翔1，周家文1!2，范刚1!（1.四川大学水利水电学院，四川成都610065；2.四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室,四川成都610065）摘要：堰塞坝冲刷溃决及溃决洪水演进过程十分复杂，其溃决洪水对下游人民生命财产构成巨大威胁。
利用数值分析方法对大型滑坡堰塞坝的溃决演进过程进行模拟和重演,对堰塞湖下游的避险与防灾减灾具有重要指导意义（以2018年金沙江“10-11”白格滑坡堰塞湖为例,基于无人机获取的地形数据，建立白格滑坡堰塞坝的三维数值模型，采用Flow-3D软件对堰塞坝的自然泄流冲刷溃决过程进行模拟，分析泄流槽内的流速、冲淤变化特征以及下游溃口处的洪峰流量演变过程。
模拟结果表明：堰塞坝漫顶冲刷可以划分为溃决冲刷前、溃口快速拓展阶段、洪峰时刻、溃口稳定发展阶段4个时间段；溃决泄流过程中，泄流槽斜坡道上的水流流速较大，冲刷深度最大，堰塞坝下游出现明显淤积；白格堰塞湖溃决过程中出现了明显的溯源侵蚀现象，在泄流槽不断下切的过程中，泄流槽跌坎不断向上游移动（模拟结果有助于进一步深化对金沙江“10-11”白格滑坡堰塞坝冲刷溃决过程和机理的认识，对于堰塞湖应急处置措施和科学避险方案的制定具有一定的参考价值。
关键词：堰塞坝；冲刷溃决；洪峰流量；溃口演变；数值模拟；白格堰塞湖中图法分类号：P642文献标志码：A DOI：10.16232/ki.1001-4179.2021.08.0040引言堰塞坝是山体滑坡、崩塌、泥石流等堵塞河道而形成的一种天然坝体［1'。
堰塞坝由于形成时间短，坝体结构较为松散，在水流的淘蚀和冲刷作用下容易出现突然溃决,这将导致堰塞湖内大量蓄水迅速下泄而引发洪水灾害,严重威胁着下游人民的生命和财产安全［2-3］。
中国水利水电科学研究院学报2020年第18卷总目录
中国水利水电科学研究院学报2020年第18卷总目录第1期基于应力-渗流-损伤耦合模型的重力坝三维水力劈裂数值模拟………………沙莎张国新（1）横断山区水电开发对鱼类资源多维影响及其保护措施研究进展…………………………………………………………………………………………………张汶海胡鹏侯佳明贾仰文徐飞（12）东北三省典型气象灾害对粮食生产影响特征研究…………杨晓静孙洪泉吕娟徐宗学（21）基于孤立森林算法的取用水量异常数据检测方法…………赵臣啸薛惠锋王磊万毅（31）基于卫星降雨的辽宁省气象干旱实时监测研究…张学君马苗苗苏志诚吕娟邢子康（40）机械搅拌澄清池导流室直径对絮凝条件的影响…………………………………王林林王军（48）HEC-HMS 模型在缺资料地区山洪预报的应用研究……………………………………………………………………………………………………邢子康马苗苗文磊刘昌军吕娟苏志诚（54）双层堤基异常渗漏对堤防温度场分布的影响研究…………………………………………………………………………………………………………………张启义孙东亚刘昌军张顺福赵伟明（62）考虑圩区分布的平原河网区暴雨洪涝分析模型建立…………………王静李娜王杉（70）2019年优秀审稿专家表彰名单………………………………………………………………………（80）第2期关于坝体混凝土的强度分级、结构抗力标准值及其分项系数……………………………陈厚群（81）基于供水统一核算的水利工程生态调度补偿方法及应用…游进军刘鼎梁团豪林鹏飞（86）黄河下游河道11月至次年5月时期输沙和冲淤规律研究…郑钊郭庆超黄烈敏邓安军（95）赛塘流域ISVC 方法应用中的关键问题分析………………李匡刘舒臧文斌刘可新（104）某重力坝考虑混凝土拉压损伤的地震响应分析………………………闫春丽涂劲郭胜山（112）照片数量对SfM 动床河工模型地形三维重构的影响研究……………………………………………………………………………………………………………………魏向阳苏沛兰谷蕾蕾刘春晶（121）微生物浆液加固砂土外加剂的初步试验研究……王丽娟李凯符平李娜赵卫全（130）混凝土坝智能监控系统研发及在高海拔大温差地区的应用………………………………………………………………………………………………………黄燕范志勇王振红黄涛刘有志（136）直接空冷凝汽器V 型布置与A 型布置防风能力对比研究……………余志林李贵雷赵顺安（143）SK-PAM 特种抗冲磨树脂砂浆材料工程特性研究……………………杨伟才鲍志强孟川（149）张河湾抽蓄电站3号机组异常振动分析与处理…………………………………唐拥军樊玉林（155）中国水利水电科学研究院学报第18卷第6期526第3期北京西南部山前平原区地下水水质评价及其影响因素…………………………秦景牛文龙（161）玉龙喀什枢纽超高面板堆石坝的渗控方案及渗流分析…………………………………………………………………………………………………朱银邦郭宇崔炜彭卫军吴俊杰邓检强（170）不良级配粗粒土渗透变形的数值试验……………………………………………………………………………………………………………………朱炳曹学兴李维朝邓刚张延亿张茵琪（178）基于动力离心模型试验的弱透水夹层尾矿库地震响应研究……………………………………………………………………………………………祁磊基张雪东魏迎奇张紫涛梁建辉侯瑜京（186）近30年吐鲁番盆地地下水动态特征及影响因素分析…………………商佐唐蕴杨姗姗（192）基于坝下流场模拟的集鱼系统进口位置选择研究…………甄婉月王晓松穆祥鹏曹平（204）基于SWMM的城市初雨净化设施布局优化研究…………………………………………………………………………………………………………刘芳赵进勇路明彭文启陈希亮王琦（212）无资料嵌套流域水文相似性及参数移植研究…………………………祝冰洁阚光远何晓燕（223）成都市中心城区暴雨内涝模拟及内涝特征分析……………曾鹏穆杰喻海军马建明（232）第4期基于地震记录的高拱坝模态识别……………………………王海波许亮华廖建新李德玉（241）水泵水轮机无叶区压力脉动产生机理研究…………………徐洪泉陆力王万鹏赵立策（248）基于量热法的水电机组发电机效率试验研究………………周叶李科潘罗平曹登峰（257）浙东运河闸坝控制工程及其技术特征研究……………………………李云鹏杨晓维王力（263）双轨斜面升船机初步研究………………………………………………董兴林郭新蕾乔青松（270）青海湖湖滨湿地演变与驱动因素分析………………………………………………………………………………………………王天慈卢丽华刘国祥单卫东罗明王军周妍王芳（274）吐鲁番市地下水功能评价…………………………………………………………袁月唐蕴（284）GAMLSS模型在黄河流域蒸发皿蒸发量序列统计建模中的应用研究……………………………………………………………………………………………张彩玲宋昕熠肖伟华方文剌美如（295）高原湖相沉积粉砂土土水特性……………………刘欢朱孟龙蒋锐聂广影张庆文（305）基于InVEST模型的赤水河流域生态系统服务功能评估研究…………………………………………………………………………………………………………………………贾婉琳吴赛男陈昂（313）第5期水利科技援疆大有可为………………………………………………………………………邓铭江（321）新疆水库大坝70年建设成就…………………………………李江柳莹吴涛彭兆轩（322）新疆1949—2019年洪水灾害调查与特征分析………………………………………………………………………………………………………………哈斯也提·热合曼阮新民库尔班·依明柴福鑫（331）527基于高密度面波技术的堆石坝密实度检测初探……………………………………………………………………………………………………………………克里木李辉冯少孔朱新民黄涛（337）KLYML水库大坝沥青混凝土面板接头变形有限元分析……………孙粤琳克里木柳莹（347）新疆某混凝土重力坝运行期温度场和应力场反馈分析……林锋赵妮孙粤琳李秀琳（354）和田河干流河道径流损失与植被生态需水关系研究………………………………………………………………………………龙爱华张沛李江邓晓雅王杰徐海量张继张广朋（361）塔里木河流域绿色生态空间与景观格局变化研究……………………………………………………………………………………………邓晓雅龙爱华高海峰张继於嘉闻任才马真臻（369）覆盖层土体和筑坝堆石料力学参数室内外联合确定方法…………………………………………………………………………………………………………杨玉生刘小生赵剑明汪小刚刘启旺（377）阿尔塔什水利枢纽埋藏式调压井穹顶施工数值仿真………………………………………吴俊杰（388）基于SRM模型的金沟河流域融雪径流模拟…………………周峰覃姗岳春芳李艺珍（395）采砂改变级配砂砾料筑坝压实特性及碾压施工参数研究………………………………………………………………………………………………李康达杨玉生柳莹赵剑明王龙齐吉琳（401）重力坝冲沙泄洪闸左导墙抗滑稳定及静动应力分析…………………彭兆轩吴涛柳莹（408）基于正交试验的翼片式斜板沉沙池截除率研究……………赵法鑫李琳杨力行郑祖国（417）某心墙沥青混凝土细骨料采用天然砂与人工砂选择分析………………………李泽鹏何建新（426）预埋式注灌装置充水过程水力特性数值模拟…………………………杨笑李琳张军（432）第6期高架渡槽跨下公路行驶车辆动力系统响应的数值分析..................钟莉冷艳杰马怀发（439）辽宁省春玉米生产水足迹的时空变化研究.....................冯兴兴王学凤阳辉曹永强（447）某重力坝工程泄洪排沙底孔的运行方式研究...........................................................................................................................王京孙双科汪星孟席柳海涛乔明秋（455）流动空气压差比拟与风电叶片翼型线确定理论的探讨...........................................................................................................................张维恩王娅萱张淼淼吴彤刘舒萱（462）潘家口水库氮与磷营养盐的时空变化及滞留效应分析............................................................................................................余晓李国强诸葛亦斯杜强刘晓波赵冲（469）澜沧江-湄公河流域干旱分析及上游水库影响......................................................................................................刘慧杨泽川许凤冉张学君白音包力皋穆祥鹏胡宏昌（479）营养液浓度和微生物活性对MICP固化淤泥质土强度的影响..................................................................................................................王子文魏然蔡红肖建章吴帅峰（486）基于富余风光资源利用的调水线路评价研究...........................................................................................................................阎平赵丹许珂王超廖卫红王晓颖（494）盾构技术在隧洞施工中的应用分析..........................................高延伟翁子才张照煌（502）河池市龙江河健康评估.........................................................耿思敏李发鹏王建平（508）闽江上游生态环境改变对山洪过程的影响研究...李青孙东亚刘荣华李昌志刘云（515）《中国水利水电科学研究院学报》2019年度优秀论文公告 (468)528。
2010年度陕西省科学技术奖推荐项目
项目 编号
10-001 10-002
项目名称
基于软交换的全 IP 化移 动通信组网技术 大跨径钢箱梁桥面铺装 技术体系研究 水泥稳定碎石振动试验 方法及工程应用 BT 系列积极式凸轮开口 装置关键技术研究及产 品开发 微胶囊药物纳米复合防 污、 抗菌、 抗病毒纺织品 开发 计算机优化配毛及毛条 辅助制造系统 输电线路运行工况在线 监测与故障诊断及系列 产品开发 纺织平网印花机电气控 制装置关键技术研究及 产业化 跨边界知识共享研究 分布式数据挖掘优化技 术 认知无线电技术研究 目标与复杂地海背景的 电磁散射研究 高速无线通信系统中的 传输与组网新技术 正交时分复用技术研究 中国食蚜蝇科昆虫物种 多样性研究 量子体系非对易拓扑相 位和非对易能级的研究 秦巴山区猪苓资源保护 及开发利用研究 天然活性成分的微生物 转化研究
10-041 10-042 10-043 10-045
NiTi 形状记忆合金的疲 劳断裂性能及本构模型 基于混合网络的设备故 障远程测试诊断智能信 息处理平台 面向大规模定制生产的 快速工艺设计系统 校园计算网格 营利组织内优化活动及 其向可持续竞争优势演 化的机理研究 飞行器机电系统早期故 障预示技术 齿轮先进啮合理论研究 及工程应用 复杂系统现代估计理论 及应用 数字式皮革收缩温度测 量技术及装置的研究 水热合成无机功能材料 及陶瓷涂层的理论与应 用基础研究 CO2/CH4 的催化转化及 相关绿色过程的基础研 究 蝗虫的分子系统学和分 类鉴定专家系统研究 算子矩阵及其应用 低频液体表面波声光效 应及应用 渭河流域万年尺度环境 变化与土壤发育演变规 律 过渡金属掺杂材料结构、 性能与微观机理研究 “翔式道路”——西部以 军地融合高新技术产业 发展促进产业结构优化 升级的理论对策 复杂目标光电散射特征 建模及其在实际探测中 的应用研究
基于ORD的水工隧洞BIM正向设计系统研究
收稿日期：２０２０－０３－２９ 作者简介：吴含（１９９１—），男，湖北十堰人，工程师，硕士，主
要从事水电工程水工设计及工程数字化应用研究工作 Ｅ⁃ｍａｉｌ：０２７０２＠ｍｓｄｉ．ｃｎ
【水利信息化】基于ＯＲＤ的水工隧洞ＢＩＭ正向设计系统研究吴 含，赵 路，刘建秀（中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南长沙４１００１４）
摘 要：随着ＢＩＭ与工程数字化技术的快速发展，三维参数化设计成为工程设计的必要条件。通过分析ＢＩＭ技术在水工隧洞设计中的应用现状，国内水电工程领域目前尚无较完善的水工隧洞ＢＩＭ设计系统。针对该现状，结合水工隧洞设计特点对水工隧洞ＢＩＭ正向设计流程进行梳理，基于ＢｅｎｔｌｅｙＯＲＤ道路设计软件建立水工隧洞ＢＩＭ正向设计系统，实现了水工隧洞洞线设计、横断面
设计和参数化建模，可提升ＢＩＭ设计质量与效率，为工程数字化应用奠定基础。关键词：水工隧洞；ＢＩＭ；ＯＲＤ；正向设计；三维建模；参数化中图分类号：ＴＶ２２２．１ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２２．０５．０３２ 引用格式：吴含，赵路，刘建秀．基于ＯＲＤ的水工隧洞ＢＩＭ正向设计系统研究［Ｊ］．人民黄河，２０２２，４４（５）：１５７－１６２．
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＢＩＭＦｏｒｗａｒｄＤｅｓｉｇｎＳｙｓｔｅｍｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃＴｕｎｎｅｌＢａｓｅｄｏｎＯＲＤＷＵＨａｎ，ＺＨＡＯＬｕ，ＬＩＵＪｉａｎｘｉｕ（ＰｏｗｅｒＣｈｉｎａＺｈｏｎｇｎａｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＬｉｍｉｔｅｄ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００１４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＷｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＢＩＭａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｄｉｇｉｔａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，３Ｄｐａｒａｍｅｔｒｉｃｄｅｓｉｇｎｈａｖｅｂｅｃｏｍｅｔｈｅｎｅｃｅｓｓａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｆｏｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｄｅｓｉｇｎ．ＢｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｔａｔｕｓｏｆＢＩＭｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｕｎｎｅｌｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅｒｅｉｓｎｏｐｅｒｆｅｃｔＢＩＭｄｅｓｉｇｎｓｙｓ⁃ｔｅｍｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｕｎｎｅｌｉｎｄｏｍｅｓｔｉｃｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｆｉｅｌｄ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｄｅｓｉｇｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｙｄｒａｕ⁃ｌｉｃｔｕｎｎｅｌ，ｔｈｅＢＩＭｆｏｒｗａｒｄｄｅｓｉｇｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｕｎｎｅｌｗａｓｓｏｒｔｅｄｏｕｔ．ＢａｓｅｄｏｎＢｅｎｔｌｅｙＯＲＤ（ＯｐｅｎＲｏａｄｓＤｅｓｉｇｎｅｒ）ｒｏａｄｄｅｓｉｇｎｓｏｆｔｗａｒｅ，ａＢＩＭｆｏｒｗａｒｄｄｅｓｉｇｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｕｎｎｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｗｈｉｃｈｒｅａｌｉｚｅｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｕｎｎｅｌｌｉｎｅ，ｃｒｏｓｓ⁃ｓｅｃｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎａｎｄｐａｒａｍｅｔｒｉｃｍｏｄｅｌｉｎｇ．ＴｈｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｑｕａｌｉｔｙａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＢＩＭｄｅｓｉｇｎ，ａｎｄｌａｙｔｈｅｆｏｕｎｄａ⁃ｔｉｏｎｆｏｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｄｉｇｉｔａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｕｎｎｅｌ；ＢＩＭ；ＯＲＤ；ｆｏｒｗａｒｄｄｅｓｉｇｎ；３Ｄｍｏｄｅｌｉｎｇ；ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ
基于GEOPAK Site三维场地设计在浯溪口水利枢纽中的应用
基于GEOPAK Site三维场地设计在浯溪口水利枢纽中的应用翁发根【摘要】在水利水电工程设计中,开挖图的绘制往往较为繁杂,采用常规的平面CAD绘图软件进行设计,难以准确表达设计成果.GEOPAK Site是一套动态的专门场地三维设计软件,其模块用来实现现场地的开挖与回填设计.基于GEOPAK Site 三维场地设计软件对浯溪口水利枢纽进行三维开挖辅助设计,取得了良好效果,其经验可供类似工程参考.【期刊名称】《黑龙江水利科技》【年(卷),期】2016(044)005【总页数】4页(P116-119)【关键词】水利水电工程;开挖图;GEOPAKSite;浯溪口水利枢纽【作者】翁发根【作者单位】江西省水利规划设计研究院,南昌330029【正文语种】中文【中图分类】TP39工程设计中场地设计是一个繁琐复杂的过程，即使在常规二维设计过程中借助于ZDM 等相关专业制图插件，清楚的表达场地开挖与回填情况也不是十分容易点。
对于具有复杂地形的水利枢纽工程来说，开挖图的设计很大程度上取决于设计工程师的三维空间想象能力，加之重复的计算和制图，使得场地开挖图设计成为工程设计的一个难题，绘制常规开挖图耗时耗力，而且容易出错。
此外，常规二维开挖图在设计意图及成果上不如三维那样直观和有空间感，从而对指导实际现场施工也会带来一定的影响 [1-2]。
GEOPAK Site是Bentley软件公司旗下场地设计的专业三维软件，它拥有一整套动态而又不失灵活的专门场地设计工具，广泛地应用于各个行业的基础工程，如房屋建筑的基坑开挖、渠道设计、公路设计及其水利枢纽工程的大坝基础开挖等，其优秀的三角网算法和对计算机处理器的充分应用，显著地减轻了设计人员复杂场地开挖图设计的负担，且其精准方便的工程量统计也为工程造价的精确计算打下了基础。
文章借助GEOPAK Site 强大的三维模型处理能力，对浯溪口水利枢纽进行三维场地开挖辅助设计，整个设计过程较之传统二维开挖图设计更高效、准确、形象直观，且工程量自动计算。
基于MIKE耦合模型的西苕溪洪水演进及风险分析
基于MIKE耦合模型的西苕溪洪水演进及风险分析李小天;戚蓝;胡琳琳;滕晖;施征;甄亿位【摘要】为了评估浙江省安吉县西苕溪流域洪水风险,选取西苕溪干流长潭以下至长兴界之间河段作为研究区域.研究基于河道实测断面资料和2mx2m高精度DEM,构建了集MIKE 11、MIKE 21、MIKE FLOOD为一体的洪水淹没演进计算模型.利用水文学方法给定各个计算方案对应的模型边界条件,计算了不同量级洪水下的淹没水深、范围、历时等风险要素.经验证及合理性分析,该模型概化方法和参数选用合理,成果满足精度要求,从而能为研究区防洪减灾、风险管理提供技术支撑.【期刊名称】《水力发电》【年(卷),期】2019(045)007【总页数】5页(P24-28)【关键词】MIKE耦合模型;洪水演进;风险分析;防洪减灾;西苕溪【作者】李小天;戚蓝;胡琳琳;滕晖;施征;甄亿位【作者单位】天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072;浙江省水利河口研究院,浙江杭州310020;浙江省水利河口研究院,浙江杭州310020;浙江省水利河口研究院,浙江杭州310020;浙江省水利河口研究院,浙江杭州310020【正文语种】中文【中图分类】TV122.50 引言洪水灾害目前仍是世界上最为频发的自然灾害之一，每年往往会造成大量的人员伤亡和巨大的财产损失。
随着城市化进展的不断加快，下垫面原有的组成受到破坏；从而导致防洪形式发生新的变化。
人们逐渐意识到单纯依靠工程措施已经不能满足防洪要求；同时，超标准洪水风险已经对城市发展构成极大的威胁[1]。
正是在这种背景下，防洪战略从“控制洪水”转为“洪水管理”显得尤为必要。
洪水管理是人类按照可持续发展的原则，以协调人与洪水关系为目的，理性规范洪水调控行为与增强适应能力等一系列活动的总称[2]。
洪水风险管理包括洪灾风险分析、洪灾风险评价和洪灾风险管理与决策。
MIKE软件技术在水库溃坝洪水数值模拟中的应用研究
MIKE软件技术在水库溃坝洪水数值模拟中的应用研究
管静
【期刊名称】《水利科技与经济》
【年(卷),期】2024(30)2
【摘要】当前,水库大坝受到超频率的洪水以及强震破坏,而容易导致溃决风险。
针对水库大坝溃决相关问题,融合BREACH和MIKE21构建耦合模型,并用于溃坝洪水数值模拟试验。
结果表明,7种方案最大下泄流量为方案1的18.39×10^(4)
m^(3)/s;方案1洪峰向地点C汇入点的洪水最大流量比邢台坝址下降约44%。
方案1的溃坝洪水水位始终最高,A地最高为306m。
综合来看,耦合模型在水库溃坝洪水数值模拟中具备有效性,在实际的水库防洪避险中具备实用性。
【总页数】6页(P109-114)
【作者】管静
【作者单位】河北省承德水文勘测研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TV122.4
【相关文献】
1.基于MIKE11的冶勒水库溃坝洪水模拟研究
2.基于MIKE11模拟的玉水水库工程溃坝洪水计算及影响分析
3.基于MIKE模型的水库溃坝洪水数值模拟分析
4.基于MIKE11闸坝式电站溃坝洪水数值模拟
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石家庄西南部外洪水动力模型构建与应用
水利与建筑工程学报Joprnai of Water Resoprces anh Architectural Engineering 第3卷第(期2 0 2 1年2月Vol. 17 No. 1Feb. ,2021DON 6. 3969/j. issc. 9672 - 1144.23121237石家庄西南部外洪水动力模型构建与应用张晓鹏6陈宇飞4,杨艳玲5,王会波6黄腾6丁雪松1(1河北天和咨询有限公司，河北石家庄050021 ；2.华北水利水电大学，河南郑州454000 ；3.河北省水利水电第二勘测设计研究院，河北石家庄050024摘要：石家庄作为河北省省会城市，其西南部暴雨集中，形成洪水并多次致灾。
针对石家庄西南部洪水特点，基于MIKE 系列软件，构建了石家庄西南部外洪水动力模型,并结合现状防洪体系,进行了 54年、60年及200年一遇洪水模拟计算，提出了研究区有关防洪抗灾建议，为防汛抢险部门进行洪水风险 识别、发布洪水风险预警、进行防洪抢险提供决策依据。
关键词：石家庄;水动力模型;MIKE ；溃坝;洪水风险识别中图分类号：TV131.2 文献标识码：A 文章编号：372—134(2021)01—0225—06Construction and Applicetion of Flood Dynamie Modeiin Southwest ShijiazhuaiigZHANG Xmopengi , CHEN Yufei 2, YANG Yanling 5, WANG Huida 1, HUANG Texg 1, DING Xuesoug 1(1. Hebei T —nge Consultinq Co. ^31h. , Shhiazhuang , Hebei 050021, China ；2. North China UmveTsi — of Watas Resources ung Electrie Power , Zhengzhou , Hs * nan 454000, China ；3. The Second Design and Research Inst —uh f Watcs Conservaace ng 日兄丁^卩^^ of HeCct Province ,Shijiazhuang , HTC 050021, China -Abstract ： The flood inuudakon formed by the intensive rainfall in southwest of ShiXazhuaoa can cause huge damages. Aiming at the characteristics of flood in the southwest of ShiXazhuaoa , this paper constructs the flood dyuamic modeloutside southwest ShiXazhuang throuph MIKE system sohware , then ruus the 54-yqr, 30-yqr and 200vuar flood sim ulation on the cacent flood coutroi system. Based on the simulakon results ohtained , the conclusions and proposals are proposed to provide flood OsOs identifcakon , issue flood OsO waming and decision - mafing fdr flood coutroi for the flood prevenUon and rescae deyartwent.Keywordt : Shijiazhuang ； hydradynamic modei ； MIKE ； dam brerk ； flood risks iden UZceUof石家庄市地处河北省中南部、华北平原腹地，是 河北省省会和政治、经济、科技、文化中心。
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基金项目：水利部２０１０年度公益性行业科研专项经费项目：渭河下游洪水演进模拟研究（２０１００１０５９）
摘要
本文以二维洪水演进模拟研究提供的水文数据和三维场景数据为基础，以ｓｋｙｌｉｎｅ为开发平台，进行组件式开发，采用了Ｂ／Ｓ网络体系结构，将水文栅格数据和场景数据集成到可视化系统中，构建了渭河下游洪水演进三维可视化系统，模拟了渭河下游典型洪水的三维动态演进过程，再现了洪水淹没场景，实现了实时汛期查询分析，为防汛管理提供了决策支持。
关键词
Ｓｋｙｌｉｎｅ；洪水演进；三维可视化
中图分类号：ＴＶ１２２
文献标识码：Ａ
基于ｓｋｙｌｉｎｅ的渭河下游洪水演进三维可视化
系统研究
李茜１骆建文２
（１．陕西省河流工程技术研究中心陕西西安７１００１８；２．西安长庆科技工程有限责任公司陕西西安７１００１８）
１引言
渭河是陕西的母亲河，
自三门峡水库修建后渭河下游河道淤积抬高，洪涝灾害频发，渭河下游一直是陕西省防汛的重中之重，渭河洪水灾害的预测、预报工作愈显重要。
水沙数学模型能够模拟洪水演进的过程和特点，为洪水的监测、预报和抢险指挥提供参考；同时，水沙数学模型也是数字渭河工程建设的一项关键任务。
现在水利科学从不同角度深入探讨利用水沙数学模型及时、准确地预测、预报洪水演进行为。
２０世纪９０年代中期，按照国家防办洪水风险图计划，陕西省三门峡库区管理局自主开发了渭河下游洪水风险分析计算模型，但受当时技术水平的限制，洪水演算成果的稳定性、精度及图形显示效果等方面存在许多不足。
当前，国家防办大力开展了“全国洪水风险图编制实施方案”，各大流域机构也积极开展了洪水风险图编制工作。
作为洪水风险图编制的基础工作，洪水演进三维可视化技术亟待攻破。
因此，开展渭河下游洪水演进三维可视化研究，是数字渭河建设的需要，也是流域洪水风险图编制的重要基础，更是按照新时期治水思路推进流域综合管理的一项重要战略举措。
随着地理信息系统（ＧＩＳ）技术的发展，以其强大的空间信息处理和分析功能在各个行业间广泛应用。
借助其空间处理功能，可以为洪水演进三维
可视化研究提供对多源地表空间信息的综合分析。
三维可视化技术能够直观表现洪水发生的过程，因此它是开展洪水演进模拟研究的最佳选择，可以提供计算结果的可视化输出，能够对洪水演进路线、到达时间、淹没水深、淹没范围及流速大小等过程特征进行预测，为洪水灾害预防和防汛抢险提供决策支持。
２系统总体设计思路
２．１开发工具选择
洪水演进数学模型的计算结果大多数是以数据文件的形式输出，常规的分析手段，如水位变化过程线、流速（流量）变化过程线、瞬时等深线和瞬时流场图等已不能满足当前数学模型发展和水利信息化的要求，因此有必要利用一些新的技术和手段开发出洪水演进数值模拟结果的三维可视
化系统【１】。
国内外，出现了一些以ＧＩＳ技术
为主流的洪水演进模拟软件，为洪水演进的研究提供了基础，但现有软件都不能够直观、动态模拟流域洪水的三维淹没过程，不能实时提供流域防洪对策。
在国内外研究的基础上，比较了各软件的优缺点，选取ｓｋｙｌｉｎｅ系列软件中的ＴｅｒｒａＥｘｐｌｏｒｅｒＰｒｏ作为系统开发工具。
作为一款先进、实用的浏览编辑工具，ＴｅｒｒａＥｘｐｌｏｒｅｒＰｒｏ可以真实地浏览三维交互场景，进行编辑、分析、标注等操作，并提供开发组建接口，方便用户根
据需求进行系统定制。
２．２技术路线
在二维洪水演进模拟研究的基础上，以二维计算提供的水文数据和三维场景数据为基础，以ｓｋｙｌｉｎｅ为开发平台，采用面向对象的高级编程语言Ｃ＃，利用ＴｅｒｒａＥｘｐｌｏｒｅｒ
Ｐｒｏ
中的
ＩＳＧＷｏｒｌｄ６１、
ＩＰｒｏｊｅｃｔＴｒｅｅ６１、ＩＣｏｍｍａｎｄ６１等接口，进行ｓｋｙｌｉｎｅ的组件式开发，采用了目前主流的
Ｂ／Ｓ网络体系结构，将水文栅格数据和场景数据集成到可视化系统中，构建了渭河下游洪水演进三维可视化系统，模拟了渭河下游典型洪水的三维动态演进过程，再现了洪水淹没场景，实现了实时汛期查询分析，为防汛管理提供了决策支持。
３三维可视化系统构建
３．１数据来源
水文数据是采用１９５４年、１９８１年、２００３年等典型年历史洪水的水沙资料，根据典型年来水来沙特性、水位流量关系、河床冲淤变化特性，提供洪水演进计算边界条件，然后通过Ｄｅｌｆ３Ｄ软件进行模拟的后缀名为．ｘｙｚ的数据。
地形数据是采用西安煤航信息产业有限公司２０１１年的ＤＥＭ数据，并叠加航拍遥感数据，分辨率为０．５ｍ，
上游为１ｍ。
３．２数据格式的转换
Ｄｅｌｆ３Ｄ软件模拟生成的后缀名为．ｘｙｚ
陕西水利SH A ANXI SHUILI 科
技
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２０１４．１
的原始数据，
并不能直接被ＡｒｃＧＩＳ所读取，通过分列处理，转化为ＡｒｃＧＩＳ可读的数据格式，根据其地理坐标Ｘ，Ｙ值，将数据导入到ＡｒｃＭａｐ中，呈点矢量文件，为后期数据处理做准备工作。
３．３水文数据处理
３Ｄ表面创建：由水文数据属性水深（Ｚ值）创建ＴＩＮ，即不规则三角格网。
ＴＩＮ中创建栅格表面：利用三维分析模块中ＴＩＮ转换为栅格的功能来实现，栅格的分辨率ｃｅｌｌｓｉｚｅ大小为１０×１０ｍ２。
河道矢量化：
新建渭河河道面状数据层，加载到Ａｒｃｍａｐ中进行矢量化，得到渭河河道面状图层。
栅格数据裁剪：利用ＡｒｃＭａｐ进行渭河河道面状图层掩膜处理，得到渭河河道水文栅格数据，剔除水深为０的数据。
假彩色密度分割：利用遥感图像处理软件，使用假彩色密度分割技术将水文数据的颜色变换为接近真实水体的颜色，即蓝色。
制作ＴｅｒｒａＥｘｐｌｏｒｅｒＰｒｏ工程：在ＴｅｒｒａＥｘｐｌｏｒｅｒＰｒｏ中，添加处理好的水文数据，制作生成ｆｌｙ工程文件。
３．４三维可视化系统
利用ＴｅｒｒａＥｘｐｌｏｒｅｒＰｒｏ进行三维场景制作，加载行政区划、河道工程、防汛设施等地理和专题要素，并加载处理好的水文栅格数据，即完成三维可视化系统创建。
４系统主要功能设计
４．１洪水演进模拟
洪水演进是一个随时间动态变化的复杂过程，洪水模拟算法计算的结果表现为各个网格结点在不同计算时刻内的水深、流速、流向和水位等数据，具体设计过程为：将洪水数据从数据库中读出，存放于一个临时的时间栈数组中，在程序中设计定时器函数，程序中的绘图函数接到消息后，调用洪水数据向三维场景中以三角形格网形式绘制一个洪水水面，形成一个按照一定速度向前推进的洪水淹没过程［２］。
由于Ｄｅｌｆ３Ｄ软件模拟生成的原始水文数据信息量庞大，为了提高系统运行速度，对数据库信息进行分块处理，通过数据表的主键，层层检索，最终得到需要的数据。
该功能可直观显示洪水决口的时间、位置、强度、淹没范围。
具体动态演示以渭河下游南山支流间８个淹没区堤防相对较薄弱处的溃堤河段为例，各时刻之间的显示间隔为１秒。
溃口宽度为５０ｍ～２００ｍ，图１为第３１时刻０分的洪水淹没范围，可看出在东经１０９°４５′０″、北纬３４°３５′１６″处，河床高程为３３７．８５８ｍ，水深为３．０６６ｍ，水位为３４０．９２４ｍ，横向水流速度为０．４４８ｍ／ｓ，纵向速度为－０．２４５ｍ／ｓ，合０．５１ｍ／ｓ。
４．２三维场景浏览
主要包括三维场景漫游、缩放、快速定位等。
该功能是通过改变用户位置的坐标，来改变用户的视野范围［２］。
提供拖动、滑动、旋转、指北等漫游方式和行走、驾驶、飞行等浏览模式，提供灵活、交互的浏览漫游功能，可实现大场景的无缝浏览。
４．３信息查询
主要包括基础信息查询、水情信息查询、工情信息查询、险情信息查询等，通过查询数据库信息，能够以文字、表格、图片、影像、专题图等形式对防汛动态信息数据进行全面直观的展示，为防汛抢险决策提供支持。
４．４其它功能
主要包括空间量测、三维分析、快照等。
空间量测可提供全套的测量及地形分析工具，实现点间的水平距离、直线距离，起点和终点间的高差和坡度，垂直距离、地面面积测量等，并将结果显示在３Ｄ窗口。
三维分析功能能够实
现地形等高线、地形剖面，最佳路径分析等功能。
快照能够在三维视窗中截取快照并输出成
外部图片文件。
５结论
（１
）本文依托Ｓｋｙｌｉｎｅ开发平台，以二维计算提供的水文数据和三维场景数据为基础，开发了渭河下游洪水演进三维可视化系统，再现了研究区域的洪水三维动态淹没过程，为防汛管理提供有力的信息服务和技术支持。
（２）本研究尝试将经过Ｄｅｌｆ３ｄ模拟的水文数据经过分列处理，转换为ＧＩＳ可读的数据格式，为水文数据在三维可视化系统中加载提供了研究思路。
（３）由于数据信息量庞大，程序数据库检索方法采用分块处理，通过数据表的主键，层层检索，提高了系统运行速度。
陕西水利
参考文献
［１］李云，范子武，吴时强，吴修锋．大型行蓄洪区洪水演进数值模拟与三维可视化技术［Ｊ］．水利学报，２００５，３６（１０）：１１５８－１１６４．
［２］常静，崔雅博，窦晓楠．基于ＷｅｂＧＩＳ的洪水模拟仿真系统的设计与实现［Ｊ］．电脑知识与技术，２０１３，９（０１）：１２８－１３０．
（责任编辑：周
蓓）
图１溃堤河段第３１时刻０
分洪水淹没显示。