Hydraulic modeling of the 2011 New Madrid Floodway activation: a case study on floodway activation controls
Hydraulic modeling of the 2011 New Madrid Floodway activation: a case study on floodway activation controls
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2011 年新马德里泄洪道启用的水力模型：泄洪道启用控制的案例研究
DOI：
10.1007/s11069-015-1680-3
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Luke A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Luke A
工程排洪道是由液压控制装置管理的洪泛区，液压控制装置可以被动启动，从而使排洪道随着河道水位的变化而充满和排空，或者通过快速控制动作，如堤坝的爆炸。2011年5月期间，Birds Point-新马德里泄洪道（NMF）通过堤坝爆破启动，本文对该方法的性能进行了检查。二维水力洪水模型（LISFLOOD-FP）应用于NMF，并在2011年4月和5月进行校准，以重建堤坝爆炸场景（爆炸控制）。此外，该模型被应用于模拟洪水的影响，NMF被被动激活，没有故意违反堤坝（被动控制）。结果表明，爆震控制减少了0.8米（2.62英尺）的激活现场上游的洪水阶段，而不显着改变整体洪水程度相比，被动控制方案。美国联邦应急管理局HAZUS-MH模型的损失估计表明，爆炸控制略微减少了与建筑物更换成本和受损农作物相关的损失（减少4.0%）。然而，在爆炸控制下发生的洪水和堤坝损坏需要超过5000万美元的维修费用，而这些费用在被动控制情况下会大大减少。这些结果表明，爆炸控制有效地降低了洪水水位和上游堤坝故障的风险，而不会增加洪水泛滥的程度，建筑物的损失和农作物的损害，但在实施快速激活设计的防洪渠道侵蚀和沉积的潜力值得额外考虑。
Engineered floodways are floodplains managed by hydraulic controls that can be activated passively, whereby the floodway fills and empties with changes in channel stage, or through a rapid control action, such as the detonation of a levee. During May of 2011, the Birds Point-New Madrid Floodway (NMF) was activated through levee detonation and the performance of this approach is examined herein. A two-dimensional hydraulic flood model (LISFLOOD-FP) is applied to the NMF and calibrated for April and May of 2011 in order to recreate the levee detonation scenario (detonation control). Additionally, the model is applied to simulate flood impacts had the NMF been activated passively, without the deliberate breaching of the levees (passive control). Results show that detonation control reduced flood stages upstream of the activation site by 0.8 m (2.62 ft) without significantly altering overall flooding extent compared with the passive control scenario. Damage estimates from the US Federal Emergency Management Agency HAZUS-MH model indicate that detonation control slightly reduced losses associated with building replacement costs and damaged crops (4.0 % reduction). However, floodway and levee damages that occurred under the detonation control required over 50 million US$ in repairs, and these costs would have been greatly reduced under a passive control scenario. These results indicate that the detonation control effectively reduced flood stage and the risk of upstream levee failures without increasing flooding extent, building losses, and crop damages, but the potential for floodway erosion and deposition deserves additional consideration in the implementation of a rapid activation design.
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