长江南京新济洲河段河道整治方案研究

在分析长江南京新济洲河段近期河道演变规律的基础上,提出河段在防洪、岸线利用、河势稳定等方面存在的主要问题。针对两岸经济发展的要求,提出两套整治方案,运用数学模型和物理模型相结合的手段,对整治方案进行了比选、优化,并提出了可行的推荐方案,使其有利于该河段及下游河段河势稳定及防洪安全。     

一般曲线坐标系平面二维水沙数学模型研究与应用

对笛卡尔坐标系下控制方程进行坐标变换,采用控制体积法与SIMPLE算法对方程进行离散和求解,建立了一般曲线坐标系平面二维全沙模型。模型控制方程离散时物理量布置采用同位网格,避免了采用交错网格时所需的大量插值计算,提高了计算效率。模型较全面地考虑了非均匀悬移质及推移质运动,具有较好的普遍适用性。通过长江沙市河段1996年至2001年实测水沙资料对模型进行了较系统的验证,计算结果表明模型能够较合理反映天然河道水沙运动及河床变形规律。     

长江口一、二维嵌套水流盐度数学模型

建立了长江大通至河口大范围的一、二维嵌套水流盐度数学模型,其中大通至江阴采用一维河网数学模型,江阴至口外段采用一般曲线坐标系平面二维数学模型.采用长江大通至江阴以及江阴至河口段的实测资料对建立的一、二维模型进行了较系统的率定,结果表明:数学模型计算与实测资料均吻合较好,验证了该数学模型运用于长江口水流盐度数值模拟的可靠性,为下一步进行长江口盐水入侵研究奠定了基础.     

长江中下游干流河道洲滩分段控制与分类管理

在保障防洪安全的前提下,为了合理有序地开发利用长江中下游干流河道洲滩资源,对中下游干流河道洲滩开发利用及治理中存在的主要问题进行了分析,如洲滩堤防堤身单薄、堤身堤基质量差、遭遇大水缺乏安全应对措施,开发利用与防洪安保矛盾突出,以及统一规划管理难度较大等。结合对沿江省市经济社会发展需求和中下游不同区段防洪形势的综合分析,提出了洲滩分段控制、分类管理的思路,并介绍了分类管理原则和洲滩规划开发利用的具体标准与方式。可为干流河道洲滩的统一管理与合理开发提供依据。     

三峡工程运用初期荆江与洞庭湖治理问题探讨

自三峡水库蓄水运用以来,受水库蓄水拦沙以及上游来沙减小等因素的综合影响,荆江河道及洞庭湖三口水系水沙特征发生了显著变化。在综合分析荆江河段和洞庭湖区水文情势及河床冲淤变化的基础上,针对三峡运用初期的荆江治理,探讨了芦家河浅滩河段治理、下荆江熊家洲至城陵矶裁弯,以及抑制荆江河床冲刷下切等热点问题;对于洞庭湖治理方面,提出了三口水系优化、松滋口建闸的规划建议,对兴建城陵矶综合枢纽工程问题进行了讨论,并且强调要进一步加强河道演变及江湖关系变化原型观测,以及治理措施的深入研究与论证。     

一维洪水演进数学模型研究及应用

从求解一维对流方程的Holly-Preissmann格式出发,结合有限差分法建立了一维洪水演进数学模型.并根据实验室溃坝实验结果与溃坝理论解对新建模型的计算精度进行了分析,模型计算结果与实验结果及溃坝理论解均十分吻合,表明模型具有相当高的计算精度.最后将模型应用于长江荆江河段洪水演进计算,取得了较好的结果.     

长江螺山站水位预报研究

运用BP人工神经网络建立了长江螺山站水位预报模型。选取模型影响因子时,用上游站点及本站的前期流量过程反映洪水涨落率、下游站点水位反映下游变动回水的顶托作用。为提高螺山站高水位时的预报精度,提出了以水位流量的时间差分值作为BP网络模型输入和输出的新方法。多个算例的计算结果表明,新方法能进一步提高预报精度,在洪水预报研究中具有推广应用价值。     

唐家山堰塞坝溃坝可能性及冲刷形式初步分析

结合已有资料和研究成果，统计分析了堰塞坝可能的溃坝方式，分析表明，洪水漫坝和坝体渗透破坏或基础渗透破坏是造成堰塞坝溃坝的主要原因。进一步对唐家山堰塞坝堰体物质抗冲能力、突溃与渐溃可能性和堰塞坝渐溃的可能模式等逐一进行了分析。分析认为，由于该堰塞坝规模巨大，且上游坝坡较缓、下部结构较密实、整体稳定性较好，不存在整体溃决的危险，溃决过程是逐步渐变的，不会发生瞬时溃决。     

溃坝洪水数值模拟

在已有溃坝洪水数学模型基础上建立的溃坝洪水计算模型，可对洪水由库尾向坝址的传播过程、溃坝洪水向下游的推进过程、溃坝洪水漫过堤防后在下游城镇内的淹没过程进行水动力学模拟．利用所建立的溃坝洪水计算模型，对某水电站大坝溃坝洪水在拟定的各工况下进行的坝下游洪水预测表明，溃坝历时、水库上游来流量及溃坝时不同的坝前水位是影响该模型计算结果的主要因素．     

Holly-Preissmann格式的改进

运用待定系数法，对Holly-Preissmann格式进行了改进，补充了流速为负时的Holly-Preissmann格式，并在此基础上建立了保守型对流方程的数值格式。新建格式的计算结果与理论解吻合较好，且实用。