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利用3EWATER实现洪水淹没模拟和风险评估
利用3EWATER实现洪水淹没模拟和风险评估

背景

我国洪水灾害严重,在洪水防治的过程中,除了工程措施以外,与非工程措施相结合对洪水灾害进行综合预防与管理,将损失降到最低限度,是取得最佳防洪效益的方法。其中洪水风险图,以及高效便捷的洪水预报、洪水模拟、风险评估和水利调度模拟一体化的信息系统,都可以发挥重要重要作用。在进行洪水模拟与风险评估时,需要水环境数值模拟软件来进行流场模拟,因此,我们用3EWATER进行水动力模型模拟,并进行了风险评估。

水动力模型模拟过程

GISMODELRGFGRID中选定研究区域并绘制曲面网格,我们用新增释放源表示溃坝点,网格形状和释放源位置如下:

利用3EWATER实现洪水淹没模拟和风险评估


设置地形如下:

利用3EWATER实现洪水淹没模拟和风险评估


该水环境数值模拟软件的设置是水下地形为正。在本案例中,所有的地形都在参考水面以上,上图中颜色从蓝到红代表地形由高到低。

初始时刻,边界的流量为0,释放点的流量随时间变化。释放点的部分流量设置如下图:

利用3EWATER实现洪水淹没模拟和风险评估


3EWATER基于Delft3D为计算引擎,支持大时间步长而保证计算的稳定性。模拟时间为8天,计算的时间步长是1分钟,计算大约需要2分钟。

计算完成后,软件会自动保存案例,在GISPLOT中打开计算结果,选择水位为展示对象,选择渲染色带和渲染方式,就可以观看洪水模拟的动画效果。

结果分析和风险评估

我们选取了三个时间点的扩散模拟的动画效果,可以看到洪水随着时间的变化过程,初始时刻,网格的水位为0,随着溃坝开始,网格渐渐被洪水淹没。溃坝后的第五天,两处溃坝点的洪水已经淹没了附近的网格,到模拟结束时,三处溃坝点都显示了不同的淹没后果。

利用3EWATER实现洪水淹没模拟和风险评估

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水环境数值模拟软件生成的洪水淹没的示意图如下图所示。可以看出,8天之后,图中有颜色的网格区域将都会被淹没,颜色越深的地区,水位越高,淹没程度越严重。因此有关部门可以以此作为参考,早做准备,有针对性地进行洪水的防治。

利用3EWATER实现洪水淹没模拟和风险评估

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