基于BIM+GIS技术的前坪水库溃坝洪水数值模拟.docx

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基于BIM+GIS技术的前坪水库溃坝洪水数值模拟

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李政鹏皇甫英杰李宜伦应越红皇甫泽华

摘要：为确保水库汛期防洪及水库下游人民生命财产安全，以河南省汝阳县前坪水库为例，基于库区高精度地形图和DEM，采用BIM技术、GIS技术结合MIKE软件建立水库溃坝一维、二维耦合数值模型，模拟水库大坝在5000a一遇校核洪水位下溃坝及洪水下泄过程，计算水库溃口流量过程及溃决后洪水在下游的演进过程，获得水库下游淹没区范围、淹没区流态等洪水风险信息。结果表明：大坝溃口流量过程与经验公式计算结果较吻合，数值模型可有效模拟溃坝后洪水下游演进风险特征，计算结果较为合理，三维洪水演进过程直观准确。

关键词：MIKE;BIM技术;GIS技术;溃坝洪水;溃口流量过程;淹没范围;前坪水库

：TV122+.4文献标志码：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.04.031

引用格式：李政鹏，皇甫英杰，应越红，等.基于BIM+GIS技术的前坪水库溃坝洪水数值模拟[J].人民黄河，2021，43（4）：160-164.

Abstract：Inordertoensurethefloodcontrolsafetyofreservoirsandthesafetyofpeopleslivesandpropertyofthedownstreamofreservoirsduringfloodseason，theQianpingReservoirinRuyangCountryHenanProvincewastakenasanexample，basedonthehigh-precisiontopographicmapandDEM，BIMtechnologyandGIStechnologywereusedwithMIKEsoftwaretoestablishone-dimensionalandtwo-dimensionalcouplednumericalmodelofthereservoirdam-break，dambreakandflooddischargeprocessofthereservoirwassimulatedundertheconditionofcheckingfloodlevelin5000-yearfloodfrequency，theprocessofreservoirdambreakandthedownstreamevolutionoffloodaftercollapsewassimulatedandtheriskinformationwasobtained，suchastheextentoftheinundationareadownstreamofthereservoirandthefluidstateoftheinundationarea.Theresultsshowthattheflowprocessofdamisingoodagreementwiththecalculatedresultsofempiricalformula，theriskcharacteristicsofdownstreamfloodroutingafterdambreakcanbeeffectivelysimulated，thecalculatedresultsarereasonableandthethree-dimensionalfloodroutingprocessisintuitiveandaccurate.

Keywords：MIKE;BIMtechnology;GIStechnology;dambreakflood;dambreakflowprocess;submergedarea;QianpingReservoir

水库大坝汛期存在溃坝风险，溃坝洪水过程及溃坝后对下游产生的风险已成为水库灾害研究的重要内容。目前我国已建水库大坝中，土石坝数量众多，且失事率高[1]，进行土石坝溃坝洪水问题研究，为水库汛期制定防洪应急预案、风险分析等提供理论和技术基础，对于防洪减灾具有重要意义。

关于溃坝洪水的研究，1871年法国科学家圣维南提出了圣维南方程组，奠定了溃坝洪水理论计算的基础[2-3];1892年Ritter得出了矩