双台子河口感潮段纳潮量研究

为缓解盘锦苇田用水紧张的局面,近年来苇田普遍采用上溯潮水与淡水的混合水灌溉。本研究利用双台子河感潮河网的实测水位、流量和最新断面资料,建立了基于Mike11的双台子河口水动力模型,并利用2009年实测潮位资料对模型进行率定和验证。结果显示计算水位与实测值吻合较好,平均误差小于15%。糙率灵敏度分析表明监测点处水位对下游糙率改变最为敏感,中游次之,上游最低;同时发现潮水传播周期及潮差受糙率影响较大。研究结果可为双台子河口区芦苇灌溉、水资源利用、水利规划等提供科学依据。     

一种基于Google Earth影像的河道地形数据提取方法

为解决无实测资料地区的河道地形数据获取问题,提出了一种基于Google Earth影像提取河道地形数据的方法,利用该方法提取了鉴江流域的河道地形数据并将其应用于水动力模型的构建。结果表明:利用该方法提取的河道地形数据所构建的水动力模型,其模拟过程与实际过程基本一致,其中模拟的最大、最小流量与实测对应的最大、最小流量的相对误差分别为14.3%和7.8%,流量模拟的整体相对误差为13.2%;模拟的最高、最低水位与实测对应的最高、最低水位的相对误差分别为5.5%和3.9%,水位模拟的整体相对误差为5.2%;基于Google Earth影像提取河道地形数据是解决无河道地形资料地区的一种便捷且行之有效的方法。     

平原河网地区水环境模拟及污染负荷计算

根据台州市河网地区水体的水动力、水质特性及污染负荷,利用MIKE-11软件,建立了河网一维水动力和水质耦合模型。利用实测水位、NH3-N、COD质量浓度进行了参数的率定和验证。在水动力水质模型的计算结果的基础上,计算水环境容量及其现状入河污染物负荷,构建了台州市区河道污染物负荷历时曲线,计算出COD和NH3-N在各个流量历时区域内的削减量和削减率,旨在为平原河网地区水环境保护和水资源管理提供依据。     

电力工程中溃堤洪水数值模拟及若干问题的探讨

为分析溃堤洪水对电力工程的影响,合理确定设计洪水位,采用一维水动力模型计算河道设计洪水过程,用平面二维水动力模型模拟溃堤洪水演进规律.结果表明,溃口开边界设置为水位过程,能客观反映河道洪水与围内洪水的相互作用过程,计算得到围内洪水演进过程和溃堤洪水位是合理的;水动力模型可为电力工程设计提供可靠的技术支持.最后对溃堤模型溃口开边界设置、溃口拟定方法和计算结果合理性检验等问题进行探讨,为实际工程提供参考.     

港珠澳大桥鸭涌河恢复工程防洪影响分析

以鸭涌河地形资料、暴雨及潮位等水文数据为依据,推求设计暴雨条件下的设计洪水,并结合MIKE 11一维水动力模型对工程建设前后河道水位及流速变化进行模拟。分析结果表明,河道恢复工程对河道水位影响较小,对整体河势影响较小,满足防洪要求。     

基于MIKEⅡ的平原河网洪水演进水动力研究

随着计算机技术的不断发展,水动力学模型在水文预报等领域逐渐推广应用。采用一维非恒定流水动力学模型,应用MIKEⅡ计算软件建立水动力学数学模型,对整个瑞平水系区域河道现状水力条件进行分析,利用区域内水文站实测数据进行模型的参数率定和验证,模拟流量、水位值与实测数据相比,误差在0.5%～1.4%左右,吻合度较高。利用建好的水动力模型,对瑞平水系主要河道内的流量及水位的变化情况进行了模拟计算,结果表明,昆阳镇现状防洪排涝标准基本达到50年一遇规划标准;万全、榆垟、宋埠各镇区现状防洪排涝标准基本达到20年一遇规划标准;平原农田区现状防洪排涝标准也基本达到10年一遇的规划标准。     

吉林市城区松花江河道一维数值模拟

考虑到吉林市城区松花江段来水条件复杂、大小支流汇入、桥梁等阻水建筑物多、险工段溃口淹没风险大等特点,本文利用MIKE11模型建立了松花江城区段丰满坝下至牤牛河河口范围内的河道一维数值模型,采用1995年汛期吉林水文站实测水位、流量资料,对模拟河段内的河道糙率进行了率定,并利用2010年汛期吉林水文站实测水位、流量资料对率定的糙率进行了验证。     

长江中下游洪水位与河床冲淤关系初探

针对长江中下游近50年来部分水文断面如螺山、城陵矶洪水位抬升明显、高洪水位持续时间加长的问题,统计了大量水位、流量、水流含沙量以及河床地形等实测资料,并进行分析计算.结果表明,长江中下游洪水位变化与河段河床演变及河道形态变化密切相关,江湖淤积及河道形态变化是造成洪水位抬高及高洪水位持续时间加长的主要原因.     

黄河河口平原多闸坝河道水流数学模型

针对黄河下游河口平原区河流的特点,在充分考虑多闸坝及潮汐作用的影响下,采用MIKE11软件构建多闸坝河道水动力模型,同时利用实测资料进行参数率定及模型检验。结果表明:广利河河网下游水位变化趋势受上游来水流量的变化趋势影响较大,水流状况受人工调控明显;大部分典型断面的模拟结果较好,所确定的参数基本可以反映河道及流域特征。模型可以为下一步进行水量水质耦合模拟及河网库群与闸坝调度方案研究提供较为准确的水动力条件。     

基于MIKE11的平原河道水面线分析计算

以平原河道东鱼河为例,采用MIKE11一维水动力模型计算水面线。分别对中游河段、下游河段验证站各选择两场洪水进行模型验证,拟定滩地、河槽分区糙率,设置河段上游流量边界、下游水位边界。结果表明,在洪水大流量、高水位阶段,场次洪水的模拟水位与实测水位整体吻合较好,模型具有较好的适应性。在既定水文水力条件下,推求20年一遇标准洪水设计水面线,分析了流量~水位及水位~过水面积关系,相关成果可为河道洪水调度提供决策参考。     

汉丰湖水体富营养化控制水量调度方案

为探究汉丰湖水量调度对库区水动力及水体富营养化的影响,基于2014年汉丰湖实测流量、水位和水质数据构建了MIKE21二维水动力和对流扩散模型,以实测流速、TN和TP浓度验证了模型的准确性,利用该模型模拟了7种调度方案下库区流速、TN和TP浓度分布情况,并对各模拟方案的运行情况进行了比较。结果表明,大流量的水量调度方式能有效提高库区水体流速,在较短时间内降低调节坝断面的TN、TP浓度,但实现整个库区营养盐浓度的降低需要保证一定的调度时间。     

引配水对京杭运河杭州段水质的改善预测

根据平原河网的水动力和水质特点,建立了运河水系河网水质模型,并利用2007年该运河水系河网的实测水位及水质资料对模型进行验证。进行了杭州市主城区引配水方案下的水动力计算,并对设计水动力条件下的运河水质进行预测。结果表明,杭州市主城区引配水方案实施后,运河干流及主要支流水质将有较大改善。     

三峡水库不同水位运行下大宁河水动力过程模拟

三峡大坝的建成运行对库区支流水动力过程具有重要影响。以三峡库区支流大宁河为例,基于Delft3D模型,建立了大宁河大昌到长江口段平面二维水动力模型,并对三峡水库高水位和低水位运行条件下大宁河的水动力特征进行模拟计算,得到大宁河模拟区段水流流场的沿河分布。模拟结果表明:不管是三峡水库低水位或高水位运行,大宁河整体流速缓慢,均低于0.04 m/s;河流库湾区低水位时流速低于0.01 m/s,高水位时低于0.001 m/s,呈现明显的"湖相"特征,水体自净能力极大地削弱,易发"水华",影响大宁河水质安全。研究结果可为三峡库区支流的区域化管理提供决策参考。     

三峡大坝175m蓄水运行后猪儿碛河段水动力条件变化分析

三峡大坝175 m成库运行后将对变动回水区的水流特性产生重大影响,对其展开分析将为该河段的航道整治、通航规划、水沙规律研究提供重要理论支持。在长江上游水文局实测资料基础上,选择变动回水区中段猪儿碛河段作为典型代表河段,采用数值模拟与原形观测数据理论分析相结合的方法,借助Aquaveo.SMS软件建立平面水流二维数学模型,将年内各时段与有无回水影响的各种工况进行组合,分析探讨了回水作用对流场、流速横向分布、水动力轴线等水动力条件的影响。分析成果可为该河段的河流研究与航道治理提供依据,建立的数值模拟方法可为同类河段的数模研究提供参考。     

黄河万家寨水库上游段水动力特性研究

为深入研究万家寨水库上游河段冰期的冰情特征与演变规律,并为该河段的防凌减灾工作提供科学依据,依据实测的水位、流量、河道地形资料,通过HEC-RAS软件建立黄河干流万家寨水库上游坝址至头道拐段的水动力模型,模拟研究河段2013年4月—2014年3月的水动力变化过程,探究各典型时期水动力参数的时空分布特性。结果表明:(1)基于实测水位数据对模拟结果进行对比验证,模拟水位与实测水位的相对误差13%,吻合度较高,可以较好地模拟研究河段的水力要素随时间、空间的演变过程。(2)研究区域枯水期、汛期、流凌期、开河期模拟水位空间分布存在差异性。结合流量特征分析,各典型时期上下游河段的水位差与流量呈正相关关系。(3)通过分析各典型断面处的水深和流速变化过程,曹家湾河段在冰期易卡冰结坝、诱发冰凌灾害的主要原因为:该河段过水断面相对较小且水流经过此处流速明显降低。     

FINITE ELEMENT NUMERICAL SIMULATION FOR THE HYDRODYNAMIC FIELD EVOLUTION OF GEOTHERMAL WATER IN THE NANWENQUAN ANTICLINE IN CHONGQING IN CHINA

1. INTRODUCTION The Nanwenquan anticline is the drape storing geothermal water. The anticline extends from north to south in Chongqing, the Nanwenquan and Xiaoquan in the middle of the anticline [1]. The two hot springs, and geothermal water in the other …     

三峡库区枝状河网水动力过程实时模拟

基于圣维南控制方程组,针对三峡库区朱沱—坝址河段,采用θ半隐方法离散动量方程的水位梯度项,运用欧拉-拉格朗日方法求解动量方程的对流项,利用有限体积法离散连续性方程,结合预测校正法将枝状河网稀疏线性系统分解为若干三对角子系统,建立了一种可实现河网系统速度-压力耦合问题简单、快速及高精度求解的一维枝状河网水流数学模型。选用2005年、2006年实测水位资料对该模型进行率定与验证,水位计算误差一般＜10 cm,流量计算误差一般＜5%,数学模型计算结果与实测资料符合较好,表明模型精度较高。在单核串行效率测试中,模型模拟1 a水流过程耗时约23.7 s,实现了三峡库区枝状河网水动力过程的实时模拟。     

时间尺度对平原感潮河网水动力水质模拟精度的影响

为探究不同时间尺度边界入流条件对平原感潮河网水动力水质模型模拟精度的影响,以典型平原感潮河网地区的张家港市中部为研究区域,结合野外同步监测数据、自动高频监测数据、常规监测资料等构建了水动力水质模型进行模拟分析。结果表明:时间尺度、开始取值时刻以及调度情况均会影响模拟精度;研究区域边界入流条件、水动力模拟结果和水质模拟结果可信的最大时间尺度为1 h,水质模拟精度优于水动力模拟精度。     

Multiobjective Calibration of Reservoir Water Quality Modeling Using Multiobjective Particle Swarm Optimization (MOPSO)

Water resource management encounters large variety of multi objective problems that require powerful optimization tools in order to fully characterize the existing tradeoffs between various objectives that can be minimizing difference between forecasted physical, chemical, and biological behaviors of model and measured data. Calibration of complex water quality models for river and reservoir systems may include conflicting objectives addressed by various combinations of interacting calibration parameters. Calibration of the two dimensional CE-QUAL-W2 water quality and hydrodynamic model is an excellent example where the model must be calibrated for both hydrodynamic and water quality behavior. The aim of the present study is to show how multiobjective particle swarm optimization (MOPSO) can be implemented for automatic calibration of water quality and hydrodynamic parameters of a 2-dimensional, hydrodynamic, and water quality models (CEQUAL-W2) to predict physical, chemical, and biological behaviors of a water body, and then focus on a relevant case study. So MOPSO is utilized to generate Pareto optimal solutions for two conflicting calibration objectives. A combined measure of thermal and reservoir water level is considered as the first calibration objective. The second objective is formulated to forecast the best physical, chemical, and biological behavior of the model. Realizing the strong interactions between water quality and hydrodynamic issues of water bodies and their dependencies on the same set of calibration parameters, the proposed multiobjective approach may provide a wide version of all possible calibration solutions for better decision making to select best solution from pareto front.     

基于隐格式水动力模型的庄河养殖海域污染物运动轨迹的数值模拟

基于非结构四叉树矩形网格,建立了近岸海域深度平均二维隐格式水动力数学模型,通过耦合拉格朗日粒子追踪法和粒子云团随机走动原理计算水体污染物的运动轨迹。水动力数学模型采用有限体积方法离散方程,使用Rhie-Chow的动量插值方法对同位网格不合理的压力波加以抑制,并使用SIMPLEC程式导出水位校正方程。通过对"工"字型理想海湾的水动力、风与流共同作用下正方形海湾的油膜输移及扩散状况进行模拟验证后,将该模型应用于计算北黄海庄河养殖海域的水动力特性以及污染物在海中的输移过程和运动轨迹,最后给出该海域模拟期间的污染物运移规律。研究结果对庄河养殖海域的水环境管理有重要的意义。