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降雨诱发的黄土高原淤地坝溃决灾害快速动态评价研究
1
作者 王琳 唐倩 +2 位作者 于沭 薛一峰 单熠博 《岩土工程学报》 北大核心 2026年第2期386-394,共9页
超标准降雨导致淤地坝溃决事件频发,亟需开展黄土高原淤地坝溃决灾害快速动态评价研究。以降雨诱发的淤地坝溃决灾害过程为研究核心,构建“雨-洪-沙-溃”灾害评价方法,将“土-水-沙”耦合作用贯穿于溃决灾害全过程,建立淤地坝水沙动力-... 超标准降雨导致淤地坝溃决事件频发,亟需开展黄土高原淤地坝溃决灾害快速动态评价研究。以降雨诱发的淤地坝溃决灾害过程为研究核心,构建“雨-洪-沙-溃”灾害评价方法,将“土-水-沙”耦合作用贯穿于溃决灾害全过程,建立淤地坝水沙动力-溃坝数学模型。并以王茂沟流域2012年“7·15”降雨为实例,开展淤地坝溃决状态快速判定、泥沙补给突变溃决影响规律研究、危险坝体快速定位研究,从而实现溃决灾害快速动态评价。结果表明:采用水沙动力-溃坝数学模型判定黄柏沟^(#)1坝、康河沟^(#)1坝和康河沟^(#)2坝溃决,结果符合实际溃决情况;考虑降雨诱发的径流激增和泥沙补给突变对溃决灾害评价的影响,黄柏沟^(#)1坝、康河沟^(#)1坝和康河沟^(#)2坝洪峰时间分别提前24,21,26 min,洪峰流量分别增大4.24%,1.53%,4.76%,洪峰时间提前,洪峰流量偏大,结果偏安全,有助于提前发出预警;随着降雨量的增大,忽略泥沙作用时所判定的溃坝数量均小于考虑泥沙作用时所判定的结果,泥沙作用不可忽视。 展开更多
关键词 淤地坝 雨-洪-沙-溃 溃决灾害评价 泥沙补给突变
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堤坝溃决计算方法现状及展望(Ⅱ):二维和三维数学计算模型
2
作者 刘占奎 郭秋歌 +4 位作者 杨洋 介玉新 张宝森 王静雯 周婷 《地质科技通报》 北大核心 2026年第2期327-337,共11页
堤坝溃决作为国内外频发的灾害事故之一,对人类的生产生活产生巨大影响,溃决计算方法研究对堤坝溃决洪水的评估、预测与风险防范至关重要。从数学计算角度出发,重点对溃口发展二维、三维数学计算模型梳理总结,概要汇总了常见二维、三维... 堤坝溃决作为国内外频发的灾害事故之一,对人类的生产生活产生巨大影响,溃决计算方法研究对堤坝溃决洪水的评估、预测与风险防范至关重要。从数学计算角度出发,重点对溃口发展二维、三维数学计算模型梳理总结,概要汇总了常见二维、三维数学计算模型的特点,并列表对比分析了常见溃口计算方法,简要介绍了3种典型的二维数学计算模型,为相关学者开展不同模型的比对研究提供参考,更好把握堤坝溃决数学计算模型的发展现状。对常用数值计算方法与相关通用商业软件和开源软件进行了汇总与对比,梳理了机器学习方法在溃决计算中的应用现状与前景,并给出了未来研究方向与研究重点相关建议。总的来说,溃口发展机理研究与数学模拟中仍存在较多简化与假设,二维和三维数值计算方法朝着精细化描述溃口发展过程的方向发展,但算力需求大,计算耗时长,对溃口发展全过程的精准快速模拟计算将可能是持续的研究热点。机器学习方法已逐渐应用于溃口发展预测分析,未来将在溃口发展分析研究中有更加广泛深入的应用。 展开更多
关键词 堤坝溃决 溃口发展模拟 二维数学模型 三维数学模型 机器学习
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堤坝溃决计算方法现状及展望(Ⅰ):理论模型、参数模型与一维数学模型
3
作者 刘占奎 郭秋歌 +4 位作者 杨洋 介玉新 张宝森 王静雯 周婷 《地质科技通报》 北大核心 2026年第1期324-341,共18页
国内外堤坝溃决事故屡有发生,堤坝安全对防范洪水灾害至关重要。溃口发展机理及数学计算模型的研究对于洪水预测与风险防范具有重要意义。以溃口数学计算模型的发展脉络为主线,对堤坝溃口特性及溃决过程进行了概括总结,并基于堤坝溃口... 国内外堤坝溃决事故屡有发生,堤坝安全对防范洪水灾害至关重要。溃口发展机理及数学计算模型的研究对于洪水预测与风险防范具有重要意义。以溃口数学计算模型的发展脉络为主线,对堤坝溃口特性及溃决过程进行了概括总结,并基于堤坝溃口类型与影响因素的分析,对其分类与演化规律进行了归纳梳理,对比已有模型试验结果与数学计算模型的关系。按照理论模型、参数模型和一维数学模型的演进路径,对堤坝溃决计算方法进行了全面综述,系统汇总了溃口数学模型的历史发展与研究现状,并对不同数学模型的特征和适用性进行了简要比较。以表格形式列举了常见溃口计算方法,便于学者查阅与模型对比,进一步把握溃口发展数学模型的研究方向。总体而言,理论模型与参数模型因计算简便,可快速应用于溃决应急与抢险,但难以描述溃口的动态演化;一维数学模型能够耦合复杂的水流运动、溃口几何变化与泥沙输移过程,更为精细地刻画堤坝溃决的动态特征,但仍存在物理过程简化与假设较多的问题。随着二维、三维数学模型的发展,以及机器学习与人工智能方法的引入,溃口计算模型正朝着物理过程刻画更为精细、计算效率更高的方向演进。 展开更多
关键词 堤坝 溃口发展 理论模型 参数模型 数学模型
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堰塞体粒序堆积结构对漫顶溃决影响研究
4
作者 成泽霖 徐华 +2 位作者 闻云呈 夏云峰 王浩杰 《人民长江》 北大核心 2026年第2期182-189,共8页
堰塞体土体参数通常表现出显著的空间差异性,研究其对溃坝过程的影响对应急抢险和防灾减灾具有重要科学价值。通过设计不同粒序堆积结构的堰塞体模型,并开展漫顶溃决试验,系统分析了不同溃决阶段的溃决历时、溃口演化和溃决流量特征,探... 堰塞体土体参数通常表现出显著的空间差异性,研究其对溃坝过程的影响对应急抢险和防灾减灾具有重要科学价值。通过设计不同粒序堆积结构的堰塞体模型,并开展漫顶溃决试验,系统分析了不同溃决阶段的溃决历时、溃口演化和溃决流量特征,探讨了垂向粒序结构分布对溃决过程的具体影响。研究结果表明:不同粒序堆积结构的堰塞体因表层材料特性差异,在漫顶溃决初始阶段溃决历时、溃口演化模式及溃决峰值流量方面均表现出显著差异;当表层材料黏聚力较小时,流道侧向边坡的失稳表现为平面剪切破坏,而当黏聚力较大时,则表现为倾倒破坏;表层材料中的粗颗粒对加速冲蚀阶段的冲刷下切过程具有一定抑制作用;在平均粒径相近的条件下,具有上层颗粒较细、下层颗粒较粗的正粒序结构的堰塞体,其溃决洪水威胁更为显著;底层材料性质的差异主要影响溃决后的河道形态,其中,下层颗粒较粗、上层颗粒较细的反粒序结构堰塞体溃决后其流道坡度相对平缓。 展开更多
关键词 堰塞体 漫顶溃决 粒序堆积结构 水槽试验 冲蚀特性
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库区束窄断面对溃坝洪水演进影响机制
5
作者 杨子越 鲁洋 +3 位作者 王建 项凯 曹子阳 王帅 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2026年第1期116-123,共8页
库区复杂的地形特征,尤其是常见的束窄断面,对洪水演进过程有重要影响。为了揭示束窄断面等天然特殊地形对溃坝洪水演进的影响机制,对地形精细化处理以及溃坝计算方法进行研究。以某水库工程为例,利用Civil 3D和HEC-RAS软件对DEM数据中... 库区复杂的地形特征,尤其是常见的束窄断面,对洪水演进过程有重要影响。为了揭示束窄断面等天然特殊地形对溃坝洪水演进的影响机制,对地形精细化处理以及溃坝计算方法进行研究。以某水库工程为例,利用Civil 3D和HEC-RAS软件对DEM数据中的上游库区束窄断面以及下游主河槽进行精细化处理,并提出了一种改进计算方法,将库区定义为二维流动区域,弥补了常规手段在反映上游库区真实地形方面的不足,并能更准确模拟实际地形对溃坝洪水演进的影响。计算结果表明,洪水到达时间平均延后1 h,溃坝洪峰淹没水深极值降幅达49.52%,可见束窄断面起到显著的错峰和削峰作用,增加了下游居民应急撤离时间,有效降低了淹没风险。改进方法的推广应用将有助于优化避险方案设计,提高防洪决策的经济性和科学性。 展开更多
关键词 HEC-RAS软件 DEM精细化处理 束窄断面 溃坝 错峰 削峰
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极端气候下某滨海水库溃坝洪水及风险分析
6
作者 申诗嘉 袁明道 +2 位作者 徐云乾 李诗婉 杨文滨 《广东水利水电》 2026年第2期64-68,共5页
极端降雨与台风等气象灾害加剧了水库溃坝风险,对水利工程的安全运行构成严峻挑战。该文以某滨海水库为例,针对极端气候下的溃坝洪水开展模拟与风险评估。基于HEC-RAS构建二维水动力模型,模拟1 000年一遇校核洪水条件下的溃坝洪水演进过... 极端降雨与台风等气象灾害加剧了水库溃坝风险,对水利工程的安全运行构成严峻挑战。该文以某滨海水库为例,针对极端气候下的溃坝洪水开展模拟与风险评估。基于HEC-RAS构建二维水动力模型,模拟1 000年一遇校核洪水条件下的溃坝洪水演进过程,并结合Graham法和Dekay&McClelland法评估洪水严重性与生命损失风险。结果表明:溃坝后最大淹没范围达51.68 km^(2),其中高风险区(Sd>0.8)面积为3.48 km^(2),主要分布于主河道两侧;生命损失与预警时间呈显著负相关,预警时间达3 h可避免人员伤亡。研究揭示预警机制对降低溃坝风险的关键作用,并提出强化应急预案、优化风险分级管控等建议,可为极端气候背景下水库安全管理及应急决策提供理论支撑与技术参考。 展开更多
关键词 水库 滨海水库 溃坝 溃坝洪水 HEC-RAS 风险分析
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基于HEC-RAS的镜泊湖水库溃坝洪水风险分析
7
作者 董博强 韩雷 +1 位作者 王玉壮 王正君 《黑龙江水利科技》 2026年第2期48-51,共4页
准确高效地预测分析大坝失事后溃坝洪水的演进,对于应急抢险决策与风险处置具有重要意义。文章以镜泊湖水库为研究对象,借助HEC-RAS软件构建溃坝二维洪水演进模型,输入水库的库容、水位及相关地形矢量图,剖析镜泊湖水库溃坝洪水向下游... 准确高效地预测分析大坝失事后溃坝洪水的演进,对于应急抢险决策与风险处置具有重要意义。文章以镜泊湖水库为研究对象,借助HEC-RAS软件构建溃坝二维洪水演进模型,输入水库的库容、水位及相关地形矢量图,剖析镜泊湖水库溃坝洪水向下游演进过程中的水力要素变化规律以及洪水淹没状况,模拟水库溃坝后的洪水演进过程并分析计算其淹没范围,为防洪调度管理和应急预案的编制提供理论依据。 展开更多
关键词 HEC-RAS 镜泊湖水库 溃坝洪水 风险分析 演进过程
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基于IFMS模型的多贡麻水库洪水计算
8
作者 高仁祖 李向东 +2 位作者 陈天明 孙少博 王景腾 《水利规划与设计》 2026年第5期67-74,共8页
水库的溃坝洪水模拟,旨在遇突发事件时,能够及时对险情作出研判,提前了解险情,降低洪水事件发生的风险以及损失。以青海省班玛县多贡麻水库为例,基于IFMS一二维耦合方法进行了水库设计、校核和超坝顶3个量级下的应急泄洪、溃坝洪水计算... 水库的溃坝洪水模拟,旨在遇突发事件时,能够及时对险情作出研判,提前了解险情,降低洪水事件发生的风险以及损失。以青海省班玛县多贡麻水库为例,基于IFMS一二维耦合方法进行了水库设计、校核和超坝顶3个量级下的应急泄洪、溃坝洪水计算,研究分析洪水影响,以及河道洪水的水力特性变化。结果显示,溃坝洪水下影响面积为1km2左右,溃坝洪水下水深大于2m的淹没区占比70%以上。研究分析为当地及时采取防灾减灾措施提供科学依据,并为受灾影响区作出避洪转移提供参考。 展开更多
关键词 洪水演进 溃坝洪水 应急泄洪 淹没面积 洪水流速
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某水库溃坝洪水计算分析探讨
9
作者 洪文浩 周清勇 +2 位作者 黎佛林 陈结文 万玲 《黑龙江水利科技》 2026年第1期111-115,共5页
溃坝洪水作为引起水库下游灾难性后果的载体,一直是水利科技工作的重点研究对象。为最大限度地减少溃坝导致的人员伤亡和财产损失,文章借助二维浅水方程建立相关模型,对某水库进行了溃坝洪水演进计算分析,对溃坝洪水采用了一、二维耦合... 溃坝洪水作为引起水库下游灾难性后果的载体,一直是水利科技工作的重点研究对象。为最大限度地减少溃坝导致的人员伤亡和财产损失,文章借助二维浅水方程建立相关模型,对某水库进行了溃坝洪水演进计算分析,对溃坝洪水采用了一、二维耦合模拟,以此提高计算成果的精确度和可信度。计算成果与实际地形及变化规律吻合性较好,为该水库制定洪水避险转移方案和应急抢险预案提供了数据支撑。 展开更多
关键词 水库 溃坝 洪水计算 模型 数据支撑
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HEC-RAS软件在梯级水库溃坝分析中的应用——以潘家洞水库和潭岭水库为例
10
作者 张飞龙 《广东水利水电》 2026年第1期13-17,共5页
广东省清远市连州市境内梯级水库众多,当上游水库防洪标准低于下游时,根据相关计算规范,需考虑上游水库失事对下游水库的影响。该文以潘家洞水库和下游潭岭水库为例,采用HEC-RAS软件建模定量分析上游潘家洞水库溃坝对下游潭岭水库的影... 广东省清远市连州市境内梯级水库众多,当上游水库防洪标准低于下游时,根据相关计算规范,需考虑上游水库失事对下游水库的影响。该文以潘家洞水库和下游潭岭水库为例,采用HEC-RAS软件建模定量分析上游潘家洞水库溃坝对下游潭岭水库的影响程度,并与经验公式法等对比验证,评估建模的合理性。结果显示,HEC-RAS软件在梯级水库溃坝分析中应用性好,可拓展性强。 展开更多
关键词 HEC-RAS软件 梯级水库 溃坝洪水 设计洪水 定量分析
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石门沟水库溃坝风险分析与应急转移对策
11
作者 周文豪 《当代农机》 2026年第2期61-62,共2页
以兰州新区石门沟水库为对象,分析了其溃坝风险、影响范围、后果。研究表明,超标准洪水、地质灾害是主要风险源,溃坝将威胁下游约10000人的生命财产安全,其中3500人需紧急转移。基于此,探讨了“分级预警、就近转移、多部门协同”的应急... 以兰州新区石门沟水库为对象,分析了其溃坝风险、影响范围、后果。研究表明,超标准洪水、地质灾害是主要风险源,溃坝将威胁下游约10000人的生命财产安全,其中3500人需紧急转移。基于此,探讨了“分级预警、就近转移、多部门协同”的应急转移对策,旨在为提升水库应急管理能力及保障下游安全提供科学依据。 展开更多
关键词 石门沟水库 溃坝风险 应急转移
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上下游水深比对溃坝洪水最大波高演进影响
12
作者 袁浩 钟恒毅 +1 位作者 周昔东 胡瑞昌 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第1期85-92,共8页
了解溃坝洪水演进过程中最大波高及其衰减过程,对水库下游洪水风险管理具有重要意义。研究基于大尺度水槽(长32 m、宽1 m、高1.2 m)实验,采用波高仪测量了溃坝波演进过程中波高随时间和空间的变化数据,以此研究不同上下游水深比α和坡度... 了解溃坝洪水演进过程中最大波高及其衰减过程,对水库下游洪水风险管理具有重要意义。研究基于大尺度水槽(长32 m、宽1 m、高1.2 m)实验,采用波高仪测量了溃坝波演进过程中波高随时间和空间的变化数据,以此研究不同上下游水深比α和坡度S对溃坝洪水最大波高演进形态、波速和衰减率的影响。此外,研究结合数值模拟对溃坝波波高进行了更深入的分析。研究结果表明:溃坝波的演进形态与上下游水深比α之间存在高度相关性,主要表现为两种典型形态:bore wave和undular wave。当上下游水深比α <0.4时,溃坝波以bore wave形式演进且溃坝波迅速爬升到稳定水位,此时溃坝波振幅小,且水面无显著波动;当上下游水深比α≥0.4时,溃坝波以undular wave形式演进且溃坝波会迅速爬升至最大值然后衰减,此时溃坝波振幅较大,且水面出现规则性波动。坡度S和上下游水深比α的变化影响波速和波速增长率。在相同α情况下,坡度S越大则波速和其增长率越大;在相同S情况下,上下游水深比α增大则波速变大且其增长率变小。对上下游水深比α=0.4~0.8的最大波高演进曲线采用Levenberg-Marquardt算法,进行非线性回归分析并构建最大波高衰减公式,同时通过数值模拟在x=21 m处进行验证,结果表明最大波高衰减公式和数值结果吻合良好。当上下游水深比α> 0.4时,溃坝波的最大波高衰减率都表现为首波的衰减率最大,然后衰减率逐渐减小为0。研究成果为深入理解溃坝洪水的演进过程提供重要支撑,同时为构建溃坝洪水灾害学提供理论依据。 展开更多
关键词 溃坝洪水 水深比 坡度 水力特性 演进规律
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基于高精度DEM的溃坝漫堤耦合模型及淹没区敏感性分析 被引量：1
13
作者 余再康 程井 +2 位作者 王俊珍 孔垂穗 晏卫国 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期80-88,共9页
为更准确地模拟小型水库溃坝后下游淹没区演化过程,揭示溃坝漫堤耦合机理,依托贵州省DaYJ水库,开展库区及下游行洪区的数字高程及正射影像测量工作,构建了基于高精度DEM的溃坝漫堤耦合模型,并分析了漫堤研究区洪水水深、洪水流速及洪水... 为更准确地模拟小型水库溃坝后下游淹没区演化过程,揭示溃坝漫堤耦合机理,依托贵州省DaYJ水库,开展库区及下游行洪区的数字高程及正射影像测量工作,构建了基于高精度DEM的溃坝漫堤耦合模型,并分析了漫堤研究区洪水水深、洪水流速及洪水严重性对堤防高度的敏感性。结果表明:与单溃坝模型相比,溃坝漫堤耦合模型能更真实地模拟下游淹没范围随时间的变化情况;堤防高度不超过1m时,洪水容易产生漫堤,堤防高度在1.5m左右时,堤防由漫堤向不漫堤过渡,堤防高度大于或等于1.7m时,完全不发生漫堤,洪水主要从堤防尽头绕堤淹没居民区;随着堤防高度的增加,洪水到达时间、0.3m水深出现时间和最大流速出现时间均发生延后,漫堤研究区的最大流速与最大洪水严重性整体有所降低并趋于均匀。 展开更多
关键词 高精度DEM 溃坝 洪水演进 漫堤 洪水敏感性分析
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堰塞坝漫顶溃决特征模型试验研究
14
作者 焦煦 廖海梅 +3 位作者 杨兴国 李楠 周家文 赵青 《人民长江》 北大核心 2025年第11期250-260,268,共12页
由滑坡等失稳地质体快速堆积并堵塞河道形成的堰塞坝,其溃决后往往会对下游人民生命财产安全造成威胁。以“11·3”白格堰塞坝为参照原型,通过水槽模型试验,研究了不同蓄水量、细颗粒含量及几何比尺条件下漫顶溃决过程。研究结果表... 由滑坡等失稳地质体快速堆积并堵塞河道形成的堰塞坝,其溃决后往往会对下游人民生命财产安全造成威胁。以“11·3”白格堰塞坝为参照原型,通过水槽模型试验,研究了不同蓄水量、细颗粒含量及几何比尺条件下漫顶溃决过程。研究结果表明:堰塞坝漫顶溃决过程主要分为溯源侵蚀、溃决快速发展、溃决稳定3个阶段。当蓄水量从3 200 L增加到4 200 L和5 400 L时,洪峰流量分别增加20.1%和39.5%,并且溃口最终展宽及下切深度也有所增加。当细颗粒含量较少时,坝体在蓄水阶段可能会发生渗流,随着细颗粒含量的增多,坝体抗冲刷能力减弱,坝体稳定性变差,洪峰出现时间相对提前,洪峰流量增加,溃口展宽及深度增加。在试验设计时应避免模型比尺过小,模型坝高约10 cm与模型坝高32 cm相比,溃决洪峰流量会增大约45%,溃口最终展宽增大约23%,且残余坝宽也有明显减小。研究成果可为堰塞坝溃决机理分析及水槽模型试验设计提供参考。 展开更多
关键词 堰塞坝 溃决过程 溯源侵蚀 溃决流量 几何比尺 白格堰塞坝
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紫坪铺水库溃坝洪水风险分析 被引量：2
15
作者 张卓 张新华 《科学技术创新》 2025年第5期183-187,共5页
溃坝洪水会对下游地区的人民生命和财产安全造成重大威胁,对溃坝洪水进行模拟及风险评估对防灾减灾工作具有重要意义。本文以四川成都市紫坪铺水库为研究对象,在模拟溃坝洪水流量过程的基础上,采用二维水动力模型模拟了溃坝洪水演进过程... 溃坝洪水会对下游地区的人民生命和财产安全造成重大威胁,对溃坝洪水进行模拟及风险评估对防灾减灾工作具有重要意义。本文以四川成都市紫坪铺水库为研究对象,在模拟溃坝洪水流量过程的基础上,采用二维水动力模型模拟了溃坝洪水演进过程,分析了全溃、半溃和三分之一溃工况下紫坪铺水库发生溃坝洪水后下游的淹没情况,同时绘制了不同溃坝洪水工况下的淹没水深图和洪水到达时间图,为区域水灾害风险预警提供科学有力的技术支撑。 展开更多
关键词 溃坝洪水 二维水动力模型 紫坪铺水库 洪水风险图 洪水演进
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堰塞坝数据库插补及稳定性评价
16
作者 谭龙金 冯震宇 +2 位作者 周家文 杨兴国 廖海梅 《水力发电学报》 北大核心 2025年第5期33-43,共11页
堰塞坝溃决洪水严重威胁下游人民生命财产安全,定量分析坝体稳定性是下游风险评估的重要基础。然而,堰塞坝数据库的不完整、不平衡极大影响数据驱动模型开发。本研究利用五种机器学习算法,即支持向量机、随机森林、极限梯度提升树、轻... 堰塞坝溃决洪水严重威胁下游人民生命财产安全,定量分析坝体稳定性是下游风险评估的重要基础。然而,堰塞坝数据库的不完整、不平衡极大影响数据驱动模型开发。本研究利用五种机器学习算法,即支持向量机、随机森林、极限梯度提升树、轻量级梯度提升机和K最近临法建立了考虑地貌特征、水文参数、坝体材料、气候条件的堰塞坝稳定性评估模型。首先确定了不同因素的最优插补方法,进而利用过采样、欠采样和混合采样平衡样本以克服模型偏向性。五折交叉验证结果表明,过采样极限梯度提升树性能较好,平均准确率为0.84,偏向性为0.24,综合评价指数为1.32。最后,典型堰塞坝验证结果表明,本文提出的模型性能优于现存模型,可为应急预案设置提供新思路。 展开更多
关键词 堰塞坝 稳定性 数据库插补 模型评价 采样方法
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基于卷积神经网络的嫩江干流河道洪水演进模拟
17
作者 杨彬 王悦宇 +5 位作者 彭勇 吴剑 李阳 潘劭博 周之仪 刘子嘉 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第6期1501-1509,共9页
针对二维洪水演进数值模拟易发散、时效性差的问题,以嫩江干流宽浅型河段为例,采用一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network,1D-CNN)构建干湿网格分离模型,识别提取历史洪水下网格单元淹没状态时空分布特征及最... 针对二维洪水演进数值模拟易发散、时效性差的问题,以嫩江干流宽浅型河段为例,采用一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network,1D-CNN)构建干湿网格分离模型,识别提取历史洪水下网格单元淹没状态时空分布特征及最大淹没范围,研究建立1D-CNN淹没水深模拟模型,探讨1D-CNN模型洪水演进模拟应用效果。结果显示:1D-CNN干湿网格分离模型淹没范围模拟结果较好,嫩江干流网格单元不同时刻的干湿状态预测精确率均值为0.942,召回率最小值为1,F_(1)分数平均值为0.970,模型能够准确捕捉淹没网格时空分布;1DCNN模型淹没水深模拟序列与TELEMAC-2D模型输出结果基本吻合,测试年份不同网格单元纳什效率系数均值为0.989,均方根误差平均值为0.099 m,能够实现传统水动力模型代理模拟分析;1D-CNN模型较TELEMAC-2D水动力模型计算效率能提升约300倍,模型计算稳定性及消耗优势显著。研究结果可为嫩江干流洪水风险管理及防洪减灾提供科学依据。 展开更多
关键词 1D-CNN 干湿网格分离 洪水演进模拟 嫩江干流 TELEMAC-2D
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正反粒序结构堰塞坝的渗流特性与破坏模式试验研究
18
作者 李付华 李楠 +2 位作者 谭龙金 焦煦 廖海梅 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第10期81-89,94,共10页
堰塞坝是由地震、滑坡、泥石流等地质灾害形成的天然坝体,其几何形态和粒径分布与土石坝存在显著差异。自然堆积的堰塞坝未经人工压实,内部结构松散,粒径分布呈现较大的随机性。在上下游水位势能差的作用下,堰塞坝极易发生坝体溃决,严... 堰塞坝是由地震、滑坡、泥石流等地质灾害形成的天然坝体,其几何形态和粒径分布与土石坝存在显著差异。自然堆积的堰塞坝未经人工压实,内部结构松散,粒径分布呈现较大的随机性。在上下游水位势能差的作用下,堰塞坝极易发生坝体溃决,严重威胁下游居民的生命财产安全。开展室内物理模型试验是研究堰塞坝溃决机理的重要手段,依托水槽试验装置,设计了7组具有不同粒序结构的物理模型试验方案,旨在通过观察蓄水阶段的渗流特性和溃坝阶段的破坏模式,总结不同粒序结构堰塞坝的溃坝特点和淤积特性。研究发现:堰塞坝在蓄水阶段存在坝体内部侵蚀和下游坡面侵蚀两种形式,渗流通道的形成与颗粒之间的孔隙大小密切相关。在溢流破坏中,下切侵蚀是展宽发展的必要条件,坝体颗粒的启动流速决定了溃坝模式的类型,进而影响峰值流量的大小。细颗粒结构坝体蓄水时间快,尚未形成贯通坝体的渗流通道即发生溢流破坏,中颗粒结构坝体渗流通道较为稳定,能够有效减弱水流的剪切力强度,但也容易引发坝体颗粒的流失,溃坝模式主要表现为渗流破坏。正反粒序结构堰塞坝的侵蚀层次分明,淤积区层理结构清晰。垂直正反粒序结构的差异主要取决于细颗粒层与粗颗粒层的垂直位置分布,淤积区在垂直水流方向上呈现相反的颗粒堆积分布。水平正反粒序结构中的细颗粒与粗颗粒位置决定了溃坝历时的长短,淤积区在顺水流方向上呈现相反的颗粒堆积分布。 展开更多
关键词 堰塞坝 粒序结构 渗流特性 破坏模式 淤积特征
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基于TELEMAC-2D模型的浑江流域梯级水电站溃坝洪水风险分析
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作者 杨忠兴 李文雨 +2 位作者 初京刚 彭勇 于卫彬 《水电能源科学》 北大核心 2025年第10期14-17,共4页
在全球气候变暖,极端降雨频发的背景下,电站溃坝发生的可能性明显增加,开展事前溃坝模拟是减少电站溃坝影响的重要非工程措施。以浑江流域桓仁电站溃坝造成的连溃为例,采用TELEMAC-2D模型模拟不同溃口大小条件下桓仁电站溃坝洪水的演进... 在全球气候变暖,极端降雨频发的背景下,电站溃坝发生的可能性明显增加,开展事前溃坝模拟是减少电站溃坝影响的重要非工程措施。以浑江流域桓仁电站溃坝造成的连溃为例,采用TELEMAC-2D模型模拟不同溃口大小条件下桓仁电站溃坝洪水的演进过程,提取最大淹没水深、最大流速等洪水淹没风险指标,并以洪水风险作为判断条件统计得到梯级水电站溃坝淹没影响数据。模拟结果显示,在桓仁电站大坝全溃的工况下,造成约7 993人受灾,经济损失约32 142万元。研究结果可作为突发事件应急处置的依据,为有关部门提供技术支持。 展开更多
关键词 溃坝洪水 二维数值模拟 TELEMAC-2D模型 浑江流域
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基于生态安全的雅砻江减水河段最小下泄流量保障调度研究 被引量：2
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作者 段瞳 马彪 王天宇 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第6期64-76,共13页
【目的】探索雅砻江大河湾减水河段最小下泄流量调度保障方式,维护减水河段水生态健康。【方法】采用M-K法开展径流序列变异诊断,利用Copula函数构建雅砻江泸宁断面以上干支流来水联合概率分布模型,分析干支流径流丰枯遭遇特性,提出径... 【目的】探索雅砻江大河湾减水河段最小下泄流量调度保障方式,维护减水河段水生态健康。【方法】采用M-K法开展径流序列变异诊断,利用Copula函数构建雅砻江泸宁断面以上干支流来水联合概率分布模型,分析干支流径流丰枯遭遇特性,提出径流非一致性条件下的泸宁断面最小下泄流量保障策略;构建梯级水库水量联合调度模型,分析干支流遭遇平水、特枯水情境下的泸宁断面最小下泄流量保障方案和梯级电站调度方式。【结果】结果显示:锦屏二级坝址径流在1989年前后发生突变,突变前后干支流来水丰-枯、枯-丰遭遇概率均较低;为保障泸宁断面最小下泄流量,锦屏梯级需进行补水调度,干支流来水正常、遭遇枯水情境下,锦屏二级闸址除下泄生态基流外,需分别额外补水0~18.2 m^(3)/s、11~48 m^(3)/s;日内锦屏梯级无负荷运行中,利用梯级上下游水位衔接特性,挖掘锦屏二级调节能力,开展干支流联合调度,保障泸宁断面最小下泄流量目标。【结论】M-K方法可有效识别锦屏二级坝址径流的突变点;基于Copula函数的联合概率分布模型能够精确描述干支流径流之间的相依关系;不同情境下的最小下泄流量保障方案和梯级电站调度方式可有效保障雅砻江大河湾减水河段的最小下泄流量,维护水生态健康。 展开更多
关键词 丰枯遭遇 COPULA函数 梯级水库 最小下泄流量 调度策略 雅砻江 影响因素
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