山区河流水面线计算方法探讨

山区河流坡陡流急,水面线计算受到多种条件的限制,给中小河流治理工作带来难题。该文以粤西山区河流为研究对象,考虑水工建筑物(以堰为例)存在的情况下,采用HEC-RAS、MIKE11及广东水文水利设计计算软件平台三种软件模拟河道水面线,总结分析三种方法的计算特点。结果表明,相较于水文计算平台和MIKE11模型,HEC-RAS模型在模拟有建筑物的山区河流时性能更优。     

基于MIKE11和HEC-RAS软件模拟中水力半径对过流能力的影响

在天然河道水面线推算的过程中,河道过水断面的湿周对过流能力的影响很大,实际计算时湿周通常采用水力半径描述。依托某山区天然河道,分别应用MIKE11和HEC-RAS软件对不同计算公式确定的河道水力半径,在相同流量条件下进行数值模拟,分析水力半径对过流能力影响。通过比较,MIKE11软件计算得到的水面线与河工模型试验研究成果更为接近。     

基于HEC-RAS和MIKE 11的山区天然河道水面线数值仿真

阐述了HEC—RAS及MIKE11软件的计算原理,并对2种软件数值仿真成果进行了对比分析。结果表明:采用HEC—RAS软件计算的水位成果相对MIKE11软件计算的水位成果稍小;HEC—RAS软件计算的流速成果较MIKE11软件计算的流速成果偏大。对不同软件的数值仿真成果分别与河工模型试验成果比较,发现仿真成果与试验成果的水位差值和流速差值沿程变化基本一致。在山区天然河道水面线推求时,结合工程实际选择计算软件,对河道规划设计具有一定的应用意义。     

HEC-RAS和MIKE11模型的英那河水面线计算对比分析

文章以辽宁省庄河市英那河段为例,对河道水文面线利用MIKE11和HEC-RAS模型计算,通过对比实测水位数据计算了模型精度,综合考虑河道糙率、初始水位等水文参数,分析了模型的敏感性特征。研究表明:较HEC-RAS模型水面线计算,MIKE11模型的具有更高的精度和水位结果,引起水面线结果存在差异的关键原因为两个模型对河槽糙率的敏感性不同,其中对糙率更为敏感的为MIKE11模型;在推算英那河水面线时MIKE11模型具有更强的适用性和可行性。     

基于MIKE11软件的复杂生态河道水面线计算

针对云南省龙川江元谋段河道治理工程生态治理的理念,采用基于圣维南方程的MIKE11软件计算水面线,可计算出满足工程需要的成果。最后通过分析水面线计算成果得到生态河道水面线的特点。     

基于MIKE软件的天然河道局部水头损失特性研究

天然河道渐扩段容易形成一种常见的分流形态,分流时易产生漩涡,会产生较大的水头损失,河道局部水头损失的计算对水利工程的设计有重要的指导意义。为此,基于MIKE软件数学模拟手段,模拟河道渐扩段的沿程水面线,研究了渐扩段的局部水头损失,结果表明:采用水动力学模型对渐扩段河道水流特性进行二维数值模拟得到的渐扩段沿程水面线与计算值吻合较好;MIKE软件可以有效地减少计算时间,极大地提高分析效率,研究结果可为河道渐扩段设计计算提供参考。     

HEC-RAS软件在山区中小河流治理工程中的应用

水面线推求是中小河流治理工程中一项重要的基础工作,尤其是山区河流中,流态比较复杂,采用常规能量方程分段推求方法容易出现错误或无解现象.以吉林省抚松县山区河流汤河为例,采用HEC-RAS模型,模拟了20年一遇设计洪水频率下河道水面线.计算结果表明,HEC-RAS软件在分析计算山区河道水面线及河内建筑物对河道的壅水影响时方便实用,软件适用性较好,可供中小河流(尤其是山区河流)治理工程参考使用.图1幅,表2个.     

MIKE11HD模型在下辽河平原河网模拟计算中的应用

利用MIKE11软件对下辽河平原河网的水流进行模拟分析,并利用流域内河网实测流量、水位资料进行验证。结果表明,计算值与实测值吻合较好,具有较好的精度。通过MIKE11软件预测河道水位、流量可为河道规划设计和防洪调度提供决策依据。     

基于ASTER GDEM数据精度的流域尺度河道水面线推求方法研究

本文基于水力学基本理论和内涵,通过对水文控制站点的大断面实测数据和ASTER GDEM数据分析,利用MIKE11水动力模型对河道水面线进行了计算和推导。在揭示了糙率与河道流量值之间的影响作用机理基础上,优化了糙率基本参数,并选取河道断面为参数变量,对断面和ASTER GDEM精度进行调整,使得河道流速和床面剪应力均满足合理性基本要求;然后基于断面修正和参数率定对水面比降与河道比降的一致性进行检验,验证了河道水面线推求计算方法的科学性和准确性,以期为数据资料匮乏区河道水面线的推求提供一定的数据支撑和理论依据。     

Civil 3D和HEC-RAS在河道模型建立与水面线计算中的应用

水面线计算是河道治理工程中的重要内容,同时水面线也是工程方案设计的重要依据。对于测量断面较多的河流,水面线模型的建立需要花费比较长的时间和精力,Civil 3D的建模功能结合HEC-RAS的水面线计算功能,可以快速地建立河道模型并进行水面线计算,相对于传统的河道模型建立和计算,两个软件的结合应用不仅速度快,而且模型更加准确和直观。     

MIKE模型在城市及流域水文—环境模拟中的应用进展

MIKE模型可对城市及流域水环境、水资源、水安全及水生态等方面进行模拟,软件因功能强大、界面友好而在国内外现实工程中获得了广泛应用。文中归纳了MIKE11、MIKE21、MIKE FLOOD、MIKE URBAN、MIKE BASIN和MIKE SHE模型的基本原理、特点及应用范围。对比了主要模型的功能,总结了各模型及其不同组合方式在实际工程中的应用情况,提出了MIKE模型存在的局限性并对该模型未来发展方向进行展望,以期为MIKE模型更好地应用于实际问题提供参考。     

西控工程对望虞河西岸地区防洪的影响

为了评估西控工程对望虞河西岸地区造成的防洪影响,以望虞河西岸为研究区域并结合其水文特性,构建了适合于模拟平原河网地区产汇流过程的MIKE11水文水力模型并利用当地降雨、水位等实测资料进行了率定。通过模拟50年一遇设计暴雨情况下的不同工况,得到研究区域内水系各节点的水位等要素变化情况,并依此分析了西控工程对望虞河西岸地区造成的防洪影响。结果表明:西控工程运行后,研究区域内重要节点的最高水位抬升明显,部分地区有遭受洪水淹没的风险;MIKE11水文水力模型对于分析平原河网地区河流沿线闸控影响具有较高的应用价值。     

不同流量下渐扩段局部水头损失数值模拟

为研究不同流量下渐扩段局部水头损失规律,选取了MIKE软件的水动力(HD)模块,对渐扩段水面线进行模拟分析,从而得出局部水头损失的水面线、流场等相关规律,并与计算值进行对比。计算结果表明:模拟得到的渐扩段沿程水面线与计算值吻合较好,且从流场图上及水位对比图中可看出,MIKE软件更能很好地模拟出局部水头损失,大大减小计算的难度和复杂程度,且能做到精确模拟。研究成果可为相关实际水利工程提供依据。     

内河涌水环境整治引水量确定的简化计算研究--以佛山市罗村良安片为例

该文根据污染排放总量及水环境达标要求所需的水量稀释倍数,提出了引水量简化计算方法,并以佛山市罗村良安片内河涌水环境整治为例,通过MIKE11软件进行验证,成果与模型计算一致,可用于规划阶段或缺乏相关专业计算软件情况下引水量的计算。     

多级闸门调控下徒骇河流域雨洪资源利用

徒骇河流域缺水严重,水资源供需矛盾尖锐,而汛期雨量丰富且蓄滞工程较为完善,因此提出通过合理地调度使用主河道上的多级闸门来提高雨洪资源利用率以缓解供需矛盾的思路。选用MIKE11软件建立多级闸门调控下雨洪演进模拟模型,主要运用其中的水动力模型(HD)和降雨径流模型(NAM),并将两者进行耦合,设计了闸门全开、水位控制、水位差控制三种调度模式,结合典型年的选取,进行典型工况下雨洪演进模拟。基于模拟结果,利用水量调控计算方法对流域调控水量进行定量分析和比较,结果表明,通过对闸门的调度,可提高雨洪资源利用率,更大程度地解决流域水资源危机。     

平原河网地区泵闸枢纽流态精细化数值模拟

以典型平原河网地区上海市浦东新区拟建的赵家沟东泵闸工程为研究对象,分别采用准三维MIKE3 和仿真三维FLOW-3D 两种三维数值模拟软件对枢纽下泄水流流态进行模拟,并根据已有的平面二维MIKE21 模拟结果和物理模型试验结果,对两种软件三维水动力数值模拟结果的合理性进行分析。结果表明:准三维MIKE3 无法满足泵闸流态精细化模拟的需求,其模拟结果与物理模型试验结果存在差别,而仍与平面二维MIKE21 模拟结果类似;仿真三维FLOW-3D 模拟结果与物理模型试验结果接近,更加精细合理,可应用于类似水利工程设计研究中流态的精细化数值模拟。     

温瑞塘河河网水质模型研究

利用MIKE11软件包，建立温瑞塘河水动力水质模型，对19个水文测点与38个水质测点连续5d的实测资料的验证结果表明，计算值和实测值吻合良好，相关指标的验证精度较高，可用于类似平原河网地区，以预测水质变化趋势与工程措施的有效性。     

香港岛南区雨水管网改造总体规划概述

香港岛南区雨水管网整体规划设计是临海、临江城市雨水管网规划设计的典型实例。重点介绍了该工程如何使用水力模拟软件辅助设计的基本方法以及其它相关内容:确定潮汐水位对雨水管网排水能力的影响,划分集水分区防洪级别,利用HydroWorks和MIKE11建立、校核、调整雨水管网的水文水力模型(以下简称模型)以保证模拟结果的可靠性,根据现状模型的运行结果对管网进行现状评价和洪水风险评估,利用规划模型辅助管网改造设计和方案最优化。     

河闸泄流特性及对应洪水淹没范围模拟试验研究

为验证数值模拟与物理模型试验在河流水动力、河闸泄流特性及洪水淹没模拟方面的适用性,以盘锦市辽河口段双台子河感潮河段为研究对象进行了物理模型试验,随后基于MIKE系列软件(MIKE11/21/FLOOD)构建了河流水动力及洪水淹没数值模型,并与物理模形试验相互对比验证。结果表明:数值模型与物理模型模拟结果相近,两者在实际应用中各具特点与优势。     

基于一二维耦合技术的溃坝洪水模拟研究

以印度尼西亚巴丹托鲁水电站溃坝洪水模拟为例,对于地形条件复杂的河流,利用MIKE软件基于一二维耦合技术构建溃坝洪水计算模型,对拟定的溃坝工况进行数值模拟。建立的溃坝洪水一二维耦合模型适用于不规则计算域和地形,通过引入了新的动态耦合技术,避免了采用单一模型时遇到的计算效率、网格精度和准确性方面的问题。通过数值模拟得到了溃口流量过程和下游海滩地区洪水演进过程,并对下游敏感区域进行淹没影响分析。模拟成果为水电站工程设计、溃坝洪水风险分析和灾害损失评估提供了技术支撑。