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基于FFA-GRNN模型的土石坝溃坝洪峰流量预测

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长江科学院院报 2024年

作者：严新军王雪虎赵蕊婷庄培源王红徐马俊玲新疆农业大学水利与土木工程学院新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室

土石坝溃坝洪峰流量预测精度对于溃坝分析的结论具有决定性意义。为提高溃坝洪峰流量预测精度，本文提出了一种基于GRNN的预测模型，结合耳廓狐优化算法FFA进行超参数优化，实现对溃坝洪峰流量的预测。以国内外堤坝溃决数据库为基础，... 详细信息

土石坝溃坝洪峰流量预测精度对于溃坝分析的结论具有决定性意义。为提高溃坝洪峰流量预测精度，本文提出了一种基于GRNN的预测模型，结合耳廓狐优化算法FFA进行超参数优化，实现对溃坝洪峰流量的预测。以国内外堤坝溃决数据库为基础，用溃口底部以上库容、溃口底部以上水深和溃口深度三种因子作为输入变量，构建FFA-GRNN溃坝洪峰流量预测模型。为验证模型在溃坝洪峰流量值预测精确度和拟合度，与其他四种智能算法进行对比验证。结果表明：本文提出的FFA-GRNN模型相较于其他模型具有更低的RMSE（592）、MAE（995）和更高的拟合度R2（0.973），证明所建模型在整体上具有更好的计算精度与拟合效果。通过分析模型在溃坝洪峰流量预测中的适用性，可为溃坝分析提供技术支撑。

关键词：溃坝洪峰流量土石坝耳廓狐算法广义回归神经网络

基于生态服务价值的中国分区域溃坝环境风险标准研究

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人民黄河 2024年第4期46卷 135-141页

作者：李巍衣建妮张贺祥焦余铁河南省轨道交通智能安全工程技术研究中心河南郑州450001 郑州大学水利与土木工程学院河南郑州450001

溃坝风险标准是大坝管理者进行风险决策的基础,然而溃坝环境风险作为溃坝风险标准的重要内容之一,目前尚没有统一的标准。借鉴生态经济学中关于生态系统服务价值和当量因子法的研究思路,对环境价值进行量化;利用ALARP准则和F-N曲线将溃... 详细信息

溃坝风险标准是大坝管理者进行风险决策的基础,然而溃坝环境风险作为溃坝风险标准的重要内容之一,目前尚没有统一的标准。借鉴生态经济学中关于生态系统服务价值和当量因子法的研究思路,对环境价值进行量化;利用ALARP准则和F-N曲线将溃坝环境风险标准与现有标准进行有效衔接;考虑我国不同区域环境和经济的差异,构建风险偏好矩阵以确定各区域风险偏好情况,进而提出了我国溃坝环境风险标准,并以河南省陆浑水库为例进行了应用说明。

关键词：溃坝环境风险标准当量因子法风险偏好

某尾矿库溃坝后对下游影响的三维数值模拟研究

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金属矿山 2024年

作者：邱子源王睿齐杨纳张会豪罗玉龙河海大学水利水电学院

尾矿库作为人造的高势能危险源，一旦溃坝，将对下游的人民生命财产安全与生态环境造成严重危害。根据某尾矿库库内外及下游地形条件，建立了精细化的三维溃坝有限元模型，基于流体体积法，提出了刻画尾矿库溃坝浆体流动规律的数学模型... 详细信息

尾矿库作为人造的高势能危险源，一旦溃坝，将对下游的人民生命财产安全与生态环境造成严重危害。根据某尾矿库库内外及下游地形条件，建立了精细化的三维溃坝有限元模型，基于流体体积法，提出了刻画尾矿库溃坝浆体流动规律的数学模型，定量分析评价了尾矿库溃坝后对下游的影响。研究表明：溃坝发生后，尾矿库下游村庄几乎均被淹没，56.5%区域的淹没深度达到20 m以上，28.3%区域淹没深度达40 m以上。溃坝浆体流动规律受下游河谷地形坡度影响显著，流动过程大致分为3个阶段：第1阶段，浆体下泄速度快，浆体前锋在下游河道的平均推进速度约为10 m/s；第2阶段，溃坝浆体下泄速度显著降低，浆体开始向两岸横向扩展，浆体前锋平均推进速度仅为0.54 m/s；第3阶段，浆体流动基本达到稳定状态，不再继续向下游及两岸扩展。研究成果为该尾矿库溃坝影响评价提供了基本依据，同时，也对其他类似工程研究提供了借鉴。

关键词：尾矿库溃坝数值模拟淹没范围

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基于GPU加速的溃坝洪水演进模拟研究

水电能源科学 2024年第3期42卷 20-24页

作者：康永德李伟许尔文任小凤王荣新闫春鸣敬文茂兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 甘肃省祁连山水源涵养林研究院甘肃张掖734000

溃坝洪水演进与淹没范围快速模拟,对指导抢险救灾至关重要。为此,引入GPU加速技术,构建了一套高效高分辨率溃坝数值模型,与经典三驼峰溃坝试验对比发现,模拟结果与试验结果非常吻合,并利用该模型模拟了典型溃坝洪水演进及溃口流场、溃... 详细信息

溃坝洪水演进与淹没范围快速模拟,对指导抢险救灾至关重要。为此,引入GPU加速技术,构建了一套高效高分辨率溃坝数值模型,与经典三驼峰溃坝试验对比发现,模拟结果与试验结果非常吻合,并利用该模型模拟了典型溃坝洪水演进及溃口流场、溃后水位变化情况。结果表明,模型能较好地模拟溃坝洪水演进,较好捕捉溃口发展过程及泥沙输移。t=200 s时溃决流量出现小峰值4 m3/s,t=450 s时,溃决流量出现最大峰值13.8 m3/s;随着下泄流量增大,溃口加速侵蚀和冲刷并逐渐连通,溃口由0.21 m扩大至0.40 m。GPU加速比约为CPU的10.33~13.75倍,且网格数越多,加速效果越明显。

关键词：溃坝水动力模型洪水演进 GPU加速

基于时序InSAR的老挝桑片-桑南内水库大坝溃坝回溯研究

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大坝与安全 2024年第2期 36-41页

作者：徐云乾袁明道史永胜祝二浩刘宜杰张旭辉广东省水利水电科学研究院广东广州510635 河海大学水利水电学院江苏南京210098

InSAR是一种用于水库大坝表面位移监测的新技术,具有周期性、低延迟的特点,且能回溯历史数据。利用老挝桑片-桑南内水库大坝溃坝前期及溃坝期间的卫星影像,收集溃坝前后的大坝表面位移监测数据和降雨数据,对大坝自身和管理方面的溃坝原... 详细信息

InSAR是一种用于水库大坝表面位移监测的新技术,具有周期性、低延迟的特点,且能回溯历史数据。利用老挝桑片-桑南内水库大坝溃坝前期及溃坝期间的卫星影像,收集溃坝前后的大坝表面位移监测数据和降雨数据,对大坝自身和管理方面的溃坝原因进行了分析,结果表明大坝溃坝前已发生较明显的异常变形趋势。本研究将InSAR技术引入大坝风险管理中,能有效减少溃坝事故的发生。

关键词：土石坝溃坝 InSAR

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溃坝的二维和三维数值模拟分析

工程与建设 2024年第2期38卷 351-355,386页

作者：方卓然孙亮王圣浩杨泽旺李纪森武汉理工大学船海与能源动力工程学院湖北武汉430063

为了分析溃坝水流在演进过程中的水位变化和建筑物所受到的冲击荷载,基于开源计算流体力学工具箱OpenFOAM建立了二维和三维溃坝的数值模型,并使用流体体积法追踪水和空气的自由界面。二维分析中考虑了下游只有水、下游同时有水和建筑物... 详细信息

为了分析溃坝水流在演进过程中的水位变化和建筑物所受到的冲击荷载,基于开源计算流体力学工具箱OpenFOAM建立了二维和三维溃坝的数值模型,并使用流体体积法追踪水和空气的自由界面。二维分析中考虑了下游只有水、下游同时有水和建筑物两种工况下的水位变化过程。三维分析中考虑了下游无水、下游无水但有建筑物时两种工况下的水位变化过程和建筑物上的冲击压力变化过程。通过将数值结果与模型试验数据进行对比,验证了二维和三维数值结果的准确性。进一步分析了三维溃坝过程中多个建筑物所受到的冲击荷载,为洪水中建筑物的安全评估提供一定的依据。

关键词：溃坝两相流 OpenFOAM 冲击荷载

基于HEC-RAS的千河流域宝鸡段溃坝洪水风险评估

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河南科学 2024年第1期42卷 147-156页

作者：张瑾王毅勇周旗宝鸡文理学院地理与环境学院陕西宝鸡721000 三亚学院旅游与管理学院海南三亚572000

水库是大量蓄水的水利工程,对生产生活提供便利,但同时溃坝洪水一般具有极高伤害性,进行洪水溃坝风险评估对保障下游居民安全有重要意义.以千河流域宝鸡段的冯家山水库为例,利用HEC-RAS模型,模拟了溃坝洪水淹没进程,并对淹没范围和流速... 详细信息

水库是大量蓄水的水利工程,对生产生活提供便利,但同时溃坝洪水一般具有极高伤害性,进行洪水溃坝风险评估对保障下游居民安全有重要意义.以千河流域宝鸡段的冯家山水库为例,利用HEC-RAS模型,模拟了溃坝洪水淹没进程,并对淹没范围和流速分布进行分析.洪水演进数据结合灾害系统理论构建风险评估模型,从危险性、易损性角度,通过GIS方法实现风险评估并分为五个等级.结果表明:①100年一遇洪水淹没总面积为274.581km^(2),危险水深占全部水深93%,河道最高流速可达到14.34m/s.②洪水危险性自西向东逐渐降低,整体危险性中度偏下.③易损性在河道附近两侧较低,距离河道较远的部分易损性提高,整体是处于中低水平.④溃坝洪水风险水平中等,对淹没区各乡镇风险划分,危险区明显集中,主要在贾村镇、长青镇、千河镇以及揉谷镇.研究成果对千河流域宝鸡段下游洪水避难预警系统建设和人口转移有一定参考意义.

关键词：洪水溃坝风险评估 HEC-RAS 层次分析法

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卡霍夫卡溃坝造成的下游灾情评估

地理空间信息 2024年第1期22卷 39-43,81页

作者：刘波李英冰杨新红武汉大学测绘学院湖北武汉430079 中国地震应急搜救中心北京100049

2023年6月6日凌晨乌克兰赫尔松州卡霍夫卡水电站大坝被炸毁。该大坝坐落于第聂伯河下游,上游约有18亿m3水库蓄水,下游有60多个村镇、数10万居民,溃坝洪水对下游产生了巨大影响。基于Sentinel-1遥感影像,利用双极化水体指数与最大类间方... 详细信息

2023年6月6日凌晨乌克兰赫尔松州卡霍夫卡水电站大坝被炸毁。该大坝坐落于第聂伯河下游,上游约有18亿m3水库蓄水,下游有60多个村镇、数10万居民,溃坝洪水对下游产生了巨大影响。基于Sentinel-1遥感影像,利用双极化水体指数与最大类间方差法(OTSU)提取了第聂伯河下游区域受灾前后的水域分布情况;通过对比分析溃坝前后一周内的情况提取受灾区域,结合地物分类数据和交通矢量数据,综合评估了部分重要地物的受灾情况,约170.72 km2的农田、5.14 km2的建筑被淹没,16.63%的道路存在不同程度的淹没情况。

关键词：溃坝洪水灾情评估遥感 OTSU

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江西省某水电站溃坝洪水影响分析

中国新技术新产品 2024年第10期 133-135页

作者：杨海国家电投集团江西电力有限公司江西南昌330000

本文对江西省某水电站发生极端溃坝情况进行预设,同时分析水电站下游发生的洪水过程,并对下游生命损失进行估算。通过分析发现:电站溃坝洪水最大流量到达下游村庄的最短时间仅为2.85min,汛期水电站管理单位应加强巡检,由于群众对溃坝事... 详细信息

本文对江西省某水电站发生极端溃坝情况进行预设,同时分析水电站下游发生的洪水过程,并对下游生命损失进行估算。通过分析发现:电站溃坝洪水最大流量到达下游村庄的最短时间仅为2.85min,汛期水电站管理单位应加强巡检,由于群众对溃坝事件和洪水严重性的理解程度难以改善,因此有效减少生命损失的方法是缩短警报时间。

关键词：溃坝洪水生命损失

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