中国水科院防汛抢险减灾试验厅

　　中国水科院防汛抢险减灾试验厅位于我院延庆试验基地，总投资2000余万元，总建筑面积3350m²，其中地上（一层，局部三层）建筑面积3194m²，地下（一层）建筑面积156 m²。根据专业试验研究需求，整个大厅划分为四个区，即河道水库试验区、溃堤淹没区、人工降雨区、渗流（水槽）试验区（图1、图2）。

减灾大厅试验功能区划分

　　减灾试验厅支撑的主要试验研究包括如下几个方面。

　　（1）洪水水力学特殊问题试验研究

　　① 暴雨坡面流汇流规律

　　综合模拟降雨强度、坡面特征和基础属性，实现坡面上的流速以及水深等关键信息测量，研究坡面产汇流机理，揭示强降雨条件下出现水文过程激增等非线性特征，相关试验研究成果将有助于填补无资料地区暴雨洪水分析模技术短板，丰富和完善流域水文模型，改进中小流域洪水分析计算方法，提高中小河流、山洪灾害预报预警精细化水平。

　　② 山洪运动特性及致灾机理

　　主要针对山洪水这一热点问题开展试验研究，以洪水运动特性研究为基础，研究高含沙水流条件下的动床运动特性及卵砾石的致灾机理、小河桥梁及河道突然缩窄等对山洪的突变性影响、漂浮物等造成的桥涵阻水垮塌引起洪水运动以及山洪对不同承灾体的破坏等内容，相关成果有助于提高山洪灾害防治技术水平。

　　③ 堤防溃口发展机理及洪水运动规律

　　开展堤防溃决大型物理模型试验，采用大范围粒子图像测速技术（PTV），监测溃口处及河道上下游二维水面、二维流场变化，采用试验室多普勒流速仪（ADV）监测固定点的三维流速变化，采用内置微型传感器和三维摄影建模技术监测堤防溃口形态的变化过程。采用高分辨激波捕捉格式，开发考虑溃口展宽和河道内外水力响应的堤防溃决模型，支撑溃堤洪水演进分析。

　　④ 洪水在高秆作物区的运动特性及规律

　　研究河滩地内种植高杆作物所造成的河道阻水及防洪安全问题。通过实验室内模拟洪水在高杆作物区的运动，研究洪水运动特性及规律，为防洪减灾措施制定以及防洪抢险提供参考依据。

　　（2）城市洪水模拟

　　针对城市区域下垫面复杂、降雨时空分布不均、产汇流过程畸变、顺街区行洪、洪涝（潮）组合叠加、地下空间与低洼地带积水、排涝系统对行洪影响大等突出特征，研究城市洪水模拟理论技术，包括建筑群洪水运动特性及规律、地面-排水管网-河渠系统水流特性及模拟等。

　　① 通过模型试验研究不同类型城市建筑物对洪水传播过程的影响作用，城市洪水对影响范围内构筑物的冲击作用，观测城市建筑物耐冲、耐淹能力。相关成果将增强对城市淹没过程的认识，并为城市暴雨洪水模拟数学模型和城市洪涝灾害损失评估等提供参数，改进提高数学模型模拟精度。

　　② 城市区不同暴雨强度下的排水管网-河渠系统内水流运动模拟。研究不同标准降雨条件下的管网-河渠系统排水作用，为城市洪涝灾害数值模拟中的排水系统边界条件确定、参数率定、结果验证等提供基础依据，支撑城市排水管网的规划、设计以及扩建优化等。

　　③ 城市典型地下空间进水模拟。

通过地铁、地下车库等典型地下空间比尺模型试验，研究地下空间进水过程及对相关设施的影响，为洪水模拟和损失评估模型开发等提供基础参数。

　　④ 城市低影响开发设施的产流模拟。

针对海绵城市开发建设的混凝土路面、透水铺装、公园绿地、绿色屋顶、生物滞留池、蓄水池等蓄、滞、渗、净、用、排等各类设施，通过比尺模型试验，研究不同降雨条件下，各类设施及组合设施的产流和渗透排水作用，为海绵城市规划中的参数确定和费效评价提供数据支撑。

　　⑤ 洪水与承灾体相互作用及易损特性试验

　　通过概化水槽试验，系统开展洪水与人、车辆、房屋、交通等重要基础设施等的相互作用，研究城市洪水致灾机理和人员及主要物体的易损性，试验成果将用于建立符合我国人群和财产特征的洪水危险性评价函数和危险性等级划分阈值，支撑城市洪水管理措施和应急抢险救援。

　　（3）工程破坏失事机理和抢险技术试验

　　针对堤防各类险情中经常性出现的漫溢、管涌、崩岸等险情问题，研究险情演化过程和致溃机理，揭示溃口扩展过程中的水力响应规律与土力学机制，开发堤防溃决模型，支撑洪水风险管理和应急抢险技术开发

　　 ①堤基管涌机理和抢险与防治技术试验

　　进行典型条件下的管涌物理模型试验，实现管涌险情全过程动态模拟；结合数值分析方法，研究管涌口大小、管涌出口与堤身距离等关键因素对管涌险情发展的影响规律，分析揭示堤防管涌险情的演化机理，提出致溃管涌险情的判别方法。开发新型快速、有效的管涌巡险、抢险和防治技术产品，如管涌探测仪、管涌围井、压盖、防渗墙、减压井等。

　　 ②穿堤建筑物接触渗流破坏机理和抢险及防治技术试验

　　针对主要穿堤建筑物（涵管、水闸等）与堤防土体接触面可能存在的接触冲刷破坏问题，考虑水-土-结构相互作用，通过物理模型试验和物质点法等数值模拟技术，研究不同土体与建筑物接触面发生接触冲刷破坏的机理。研究不同流态、建筑物结构裂缝、土的物理力学特性等对接触冲刷的影响，深入分析影响接触冲刷的主要因素，研究典型接触冲刷控制措施的作用机制。

　　 ③崩岸失事机理和抢险及防治技术试验

　　采用室内水槽模型试验，对坡体崩塌破坏形成的机理与发展过程进行研究，观测水力条件、土体位移和土压力等相关力学参数的变化，分析崩塌前后坡体地形变化情况，并对崩岸的防治与抢护措施进行试验研究。

　　④ 堵口抢险技术试验

　　水槽模型和河道模型相结合，进行土工包、铅丝石笼、软体排等新型堵口料体的堵口试验研究，研究其在水流中的沉降特性和稳定性，检验堵口中的实用性和可操作性，为堵口整体方案的制订提供基本的技术参数和依据。

　　（4）减灾试验厅配置的设施和仪器设备

　　① 基础试验设备/设施

　　供排水水泵19套、大中小型试验水槽各1套、人工降雨模拟系统一套、水库河道系统1套、电磁流量计6套、地质雷达1套、信息采集系统2套。

　　② 流速/流场测量测量设备

　　平面二维粒子图像测速系统1套、平面三维粒子图像测速系统1套、ADV流速仪7套、FLOW-3L便携式多普勒流速仪2套、管道超声流量计3台。

　　③ 水位/水深/压力测量设备

　　超声水位计10套、雷达水位计10套、磁致伸缩液位传感器10套、排水管道水位计3台。

　　④ 图像系统

　　三维摄像及分析系统1套、三维摄影及建模系统1套。

    　⑤ 土工合成材料试验设备

　　多功能土工合成材料力学特性专用试验机1台，适用于堤坝防渗土工膜焊接缝测试，土工膜、土工织物及塑料薄膜材料的剪切、剥离和拉伸测试。

　　土工膜微量渗透试验仪1台，用于土工膜孔洞和渗漏检测。

　　双向水流反滤淤堵试验仪2套，用于反滤层在双向渗流作用下的长期渗透性能、防淤堵性能试验。

　　摩擦试验仪1台，用于确定土和土工编织物的表面摩擦特性。

 　　⑤堤坝隐患探测与管涌试验设备

　　美国Benthos公司生产的水下电视系统和AGI智能型分布式高密度电法仪，主要用于水库大坝水下隐患探测和堤坝隐患探测。