多沙河流中石油类污染物迁移的一维数学模型(Ⅱ-解吸模型)

本文建立了一维河流石油类污染物“解吸为主”的动态水质模型。模型方程中考虑了河流悬移质、推移质泥沙和底泥与石油类之间发生的吸附\解吸的动态过程，以及河流弥散作用对石油类污染物在多沙河流中迁移的影响。模型还考虑了底泥解吸与泥沙解析在速率上的差别，使模型更加精确实用。运用拉普拉斯变换，求得了模型方程法的解析解。用室内烧杯试验的方法确定出了研究区域内的污染底泥解吸常数kdw；结合室内水槽动态试验，对解吸模型进行了验证。结果表明，该模型能够较好地描述一维多沙河流污染沉积物中石油类污染物的解吸过程。     

河流底流中重金属释放的水流紊动效应

紊动条件下，重金属释放主要决定于水流挟沙力和水流紊动力强度，通过动态试验，求得了水流挟沙力公式利用因次分析的方法，得出了同一时刻重金属释放浓度与水流紊动强度间的关系，以重金属释放动力学为基础，绘合河流中泥沙运动规律及水流紊动强度与重金属释放的关系，建立了水流紊动条件下重金属释放的动力学模型，以该模型描述不同系动条件下重金属释放的动力学过程，得到了满意结果。     

土壤非均匀水流运动与溶质运移的两区-两阶段模型

根据优先流发展过程中所表现出来的阶段性特征和分形特征,建立了描述非均匀土壤水流运动和溶质运移过程的两区-两阶段模型。模型认为,研究区域可划分为水流经过的活动流场(即优先流流场)和水流绕过的不活动流场两个区域;优先流流场在发展过程中将先后经历流场扩张和保持两个阶段;处于扩张阶段的优先流流场,其内部土壤水流运动的快速非平衡特征明显,并表现出明显的分形特征;处于保持阶段的优先流流场,其内部的土壤水流运动类似于基质流运动,无明显的分形特征。通过在砂土、壤土和黏土条件下开展的6个示踪试验,检验和评价两区-两阶段模型、活动流场模型和两区模型模拟预测非均匀土壤水流运动和溶质运移的有效性。研究结果表明,两区-两阶段模型可较好地描述各种土质条件下的优先流运动;活动流场模型对壤土和黏土条件下的优先流运动预测精度较好,而对砂土条件下的优先流预测精度较差;两区模型对各种土质条件下的优先流运动预测精度均较差。     

天然河道淹没丁坝群水流计算平面二维流带模型

本文对天然河道淹没丁坝群水流二维计算进行了研究和探讨，提出了淹没丁坝群水计算平面二维流带模型，此模型基于绘制水流平面图的基本思想，将天然河道水流划分为一定数量的流带，在每条流内用差分法求解水流运动方程式和连续方程式，在运动方程式中首次考虑了淹没丁坝的局部水头损失，以根据淹没丁坝对水流的影响，同时为进行数值计算提出了一系列处理办法，此法经湘江下摄司河段和长江八卦洲河段的实测模型试验资料验证，计算值和     

地表河网-地下水流系统耦合模拟Ⅰ：模型

本文通过采用联立求解地表河流一维明渠非恒定渐变流与地下水拟三维非稳定流运动方程的技术路线，提出了地表河网与地下水流耦合模拟算法。该算法中地表河网流动分别由质量和动量守恒定律而建立的连续性方程和运动方程所组成；地下水流采用多层“拟三维”非稳定流模型，通过彼此间的水力联系，建立了地表河网-地下水流耦合模拟评价模型，该模型可用于地表水与地下水转化关系较为密切地区的水资源综合评价预测中。     

混合单元系统水质模型及其在闽江流域的应用

河流水质模型是模拟和预测河流水质状况的科学依据。对于中型河流，我国过去一直沿用一维移流弥散迁移方程。由于河流地理条件和水流特征的复杂性，此模型模拟计算的结果与实测值差异较大。本文选择闽江水系某河段做染色剂示踪试验，通过水流结构的深入分析，应用物质传输的基本原理和严密的数学推理方法，建立起河流混合单元系统水质模型并确定模型参数。此模型在不同地理条件和水流特征情况下能更准确地反映河流水质的实际状况，计算方法简单，可在国内外中小河流和河网地区推广应用     

沙坑局部含沙水流特性的数值模拟研究

分析了FLUENT流体商业软件用于河流动力学问题研究的难点和可行性,应用混合物模型对存在矩形沙坑的河道分清水和含沙水流2种情况进行了数值模拟并对比分析。计算结果表明:水沙耦合计算模式的混合物模型可以较好地模拟河道中的水沙两相流输移现象;泥沙相对流体的动量影响明显,且降低了收敛速度;泥沙会抑制水流的内部紊动。沙坑内部拐角处会形成涡旋的次生流,造成向上游的溯源冲刷和下游的淤积。     

土壤溶质迁移的两区模型与两流区模型对比分析

本文在分析描述土壤溶质迁移的两流区与两区模型的区别与联系的基础上,利用连续和脉冲输入情况下的试验资料对两区和两流区模型的预测能力进行了比较和分析。结果表明,与两区模型相比,两流区模型可以更好地描述优先流情况下的溶质穿透曲线。对于无优先流情况,两个模型预测结果基本相同。通过在无优先流情况下两个模型参数间关系的分析发现,在连续流输入情况下两个模型的参数一致性较好,而在脉冲输入时一致性较差。     

3流4D连通性生态模型

为了改善河湖水系间的物理连通关系和水力关系,从理论上系统描述河湖水系连通性特征概况,回顾了连通性相关生态模型的发展沿革,分析了河流在三个几何维度上的连通性特征,并阐述了以水为载体的物质流、物种流和信息流在三维空间流动的生态影响。在此基础上,从生态系统的结构、功能和过程出发,提出了3流4D连通性生态模型及其参数和判据,用以系统、整体地概括描述河湖水系连通性的生态学机理。结果表明,3流4D连通性生态模型一方面可以通过建立参照系统和分级系统对河湖水系连通性现状进行评估;另一方面可以对连通的生态过程进行仿真模拟计算,对河湖水系连通性特征进行模拟和分析,促使河湖水体恢复天然的水文及其伴随过程节律及生态系统功能,提高水生态修复工程的科学性和可靠性,达到改善水生态系统整体性、保障生态系统服务功能的目的。     

河流洪水流场中的能量分布

本文用流体力学的动能方程解释了主槽内能量损失的物理原因。描述了滩槽间动量交换的物理图形。运用实验资料对比滩槽间水流动量交换和能量耗散的数量关系，论述了河流洪水漫滩以后，主槽过水能力降低，滩地过水能力增加的主要原因是流场中能量分布不均匀性引起的，动量传递不占主导地位，用实验资料验证了河流洪水能量耗散理论模型。     

流域洪水模拟

通过对流域水流运动规律的分析，将流域的水流概化为调蓄单元的零维模拟、河道水流的一维模拟、行洪区水流的二维模拟、联系的处理及无资料径流的处理，对各部分的特点，采用相应的数值方法，统一进行求解，即构成了流域洪水模型，最后以淮河中下游段为试验区，进行了洪水还原计算，结果令人满意。     

二维非恒定流模型在北京市延芳淀湿地洪水影响分析中的应用

为了研究拟建在北运河滩地上的延芳淀湿地对河道防洪安全的影响,控制湿地建设规模,不增加北运河50年一遇洪水出境洪峰流量,搭建了北运河MIKE 21二维非恒定流模型,模拟湿地建设前后北运河50年一遇洪水演进情况。采用2016年北运河“7.20”洪水监测数据,对模型进行了参数率定;分析了延芳淀湿地建设前后,50年一遇洪水下北运河河道及滩地槽蓄能力、河道水位、流速、流势等水力条件的时空变化。结果表明：滩地内建设延芳淀湿地降低了北运河槽蓄能力,减少了滩地消减洪峰量值,但通过调整湿地地形高程,仍能满足规划要求;湿地建设同时抬升了北运河洪水位,改变了洪水流势,对河道堤防建设有一定影响。研究成果不仅能够为延芳淀湿地的设计建设提供相关水力条件支持,也可以为北运河河道治理及防洪预案修订提供参考。     

REAL-TIME FLOOD FORECASTING METHOD WITH 1-D UNSTEADY FLOW MODEL

A real-time forecasting method coupled with the 1-D unsteady flow model with the recursive least-square method was developed. The 1-D unsteady flow model was modified by using the time-variant parameter and revising it dynamically through introducing a variable weighted forgetting factor,such that the output of the model could be adjusted for the real time forecasting of floods. The application of the new real time forecasting model in the reach from Yichang to Luoshan of the Yangtze River was demonstrated. Computational result shows that the forecasting accuracy of the new model is much higher than that of the original 1-D unsteady flow model. The method developed is effective for flood forecasting,and can be used for practical operation in the flood forecasting.     

黄河下游河道水沙运动仿真模型的开发研究

介绍黄河下游宽浅河段汛期水沙运动仿真模型建立在二维不恒定流与不平衡输沙理论的基础上，采用无结构不规则网络，结合了有限差分法和有限体积法的优点，能较充分地反映滩区、生产堤与滩槽冲淤变化对洪水演进的显著影响，并具有实时动态图象显示和人机对话功能。     

洞庭湖洪水空间分布和运动特征分析

 鉴于目前仍缺少有关洪水涨落在湖泊中空间分布及其演进的运动特征研究,以1998年洞庭湖洪水事件为例,运用洞庭湖地区水系水动力学模型模拟成果,细致地分析了洞庭湖三大主要湖区的洪水分布形态和运动特征,并对江湖窜流形成进行了初步分析。模拟成果表明：洞庭湖具有“低水河相、高水湖相”的特征;其东、南两个湖区在高洪水位时期湖相特征突出,湖区流向单一,流速不大于0.2 m/s;西洞庭湖区由于各股水流交汇、不同的洪水组合以及出口的制约,致使湖区产生流态复杂、流向不一以及洪峰叠加等现象。       

洪泛区洪水泥沙数学模型的研究和应用

洪泛区暴雨洪涝灾害是一个严重的问题,伴随着暴雨洪涝,洪水泥沙等沉积物淤积问题突出。采用数值模拟的方法解决暴雨洪水滞涝及泥沙淤积问题。利用二维水流模型理论和二维泥沙运动理论,建立了适用于洪泛区的洪水泥沙输移数学模型。模型由两部分组成,洪水滞涝水动力模型和洪水泥沙输运数学模型。洪水滞涝水动力模型采用加权质量集中的有限单元法...     

太仓浏家港围滩工程对河道影响的二滩潮流数模计算与分析

采用水深平均二维非恒定潮流数学模型，在经过３个潮次调试和验证计算合理的基础上，计算并论证了太仓浏家港同滩工程对上、下游河道防洪及流场的影响，为该工程可行性研究提供了初步论证依据。计算与分析表明：在代表潮次的潮流条件下，太仓围滩对潮位的最大影响值小于３５ｃｍ，围滩后流速影响达±１０ｃｍ／ｓ的区域集中于围滩四周约１ｋｍ范围之内．     

应用二维数值方法模拟蓄滞洪区洪水运动

针对蓄滞洪区内洪水运动的特点,对二维浅水方程的守恒形式进行非结构离散,建立了 高精度的数学模型。该模型通过Roe格式的近似Riemann解计算界面数值通量,采用数值重构的 方法获得时空二阶离散精度。通过方形溃坝算例和超临界流算例验证了该模型具有较高的数值精 度和可靠的稳定性,能够捕捉水面间断和处理干滩问题。应用该模型对胖头泡蓄滞洪区的溃堤洪 水进行了数值模拟,结果表明,该模型很好地模拟了溃堤洪水在蓄滞洪区内的运动过程,所得结 果可以为防洪决策提供依据     

蒙洼蓄滞洪区洪水淹没数值模拟

蓄滞洪区是我国江河防洪体系中重要的组成部分。蒙洼作为淮河中游一个重要的蓄洪区，在淮河洪水调度中发挥着至关重要的作用。采用二维非恒定流不规则网格模型，模拟蒙洼蓄洪区内洪水淹没过程，分析蓄洪区内洪水风险，并采用2003年淮河大洪水的实测资料，对模型进行验证。结果表明，该模型能较好地模拟蒙洼蓄洪区洪水淹没过程，可用于蒙洼蓄洪区的规划、建设、管理，乃至整个淮河流域的洪水预报。     

一个耦合数学模型及其在近海尾闾河段的应用

在近海尾闾河段，由于水流和边界条件的特殊性，分别用一维和二维模型计算河道水面线与流场分布是十分必要的。在尾闾河段上游区域，运用一维模型计算相对狭长河道水面线的沿程变化情况；在近海宽阔水域运用二维模型模拟流速场及水位在挡潮闸附近的动态分布特征。本文对尾闾河段的一、二维模型及水流参量在其交界面附近的耦合处理进行了探讨，并应用于尾闾河段的实例计算。通过调试验证及预测计算，说明该耦合模型能够较好地处理邻海区域的水力计算问题。