基于二维水动力模型的水工建筑物设计方案

为保障水工建筑物的质量,降低水工建筑失事后的危害程度,提出基于二维水动力模型的水工建筑物设计方案。通过对水工建筑物初始设计,建立二维水动力数学模型,设计水工建筑物结构。通过仿真实验证明,基于二维水动力模型的水工建筑物设计方案较常规设计方案的建筑结构安全性提升29.5%,具有较强的安全性。     

基于湖心水库的洞庭湖治理新理念

基于"湖心水库"的基本思想,提出"变湖为库、清污分流、蓄洪排污、流水不腐"的洞庭湖全新治湖理念。利用二维水动力模型,分析了西洞庭湖湖心水库建设对行洪、补水、水环境的影响,探讨其运用的可行性。结果表明:湖心水库的分洪蓄水能有效降低西洞庭湖内洪峰水位,缓解湖区的防洪压力;湖心水库的补水在枯水期能有效抬升开湖航道水位,改善通航条件;同时湖心水库的补水增大了开湖航道及湘江尾闾航道内水流流速,加速了水体交换,对洞庭湖水环境有利。     

改进DB-IWHR模型及其在尾矿库溃坝影响分析中的应用

为预测尾矿库溃坝对下游的影响,基于修正的Shields曲线,改进了DB-IWHR模型中临界剪应力的计算,并通过唐家山堰塞坝实例验证了改进DB-IWHR模型具有更高的溃坝溃口和下泄流量过程演化精度。采用改进DB-IWHR模型及二维水动力模型建立了某尾矿库溃坝影响数值分析模型,预测了尾矿库漫顶溃坝时下游的淹没范围、淹没深度、淹没出现时间以及溃坝对下游关键敏感点的影响程度,分析了改进模型对溃口初始宽度及冲刷侵蚀参数的敏感性,结果表明:改进DB-IWHR模型结合二维水动力模型能较好地模拟尾矿库溃坝过程和下泄沙流演进过程,结果符合沙流演进的一般规律；该模型对于初始溃口宽度的敏感性不强,但对于冲刷侵蚀参数的敏感性较强。     

渤海湾滨海平原河网地区降雨径流模拟

渤海湾滨海平原河网地区河道纵横交错,流态多样,降雨径流过程复杂。为准确模拟其降雨径流过程,在水文特征数据矢量化的基础上,将以二维非恒定浅水运动方程为控制方程的二维水动力模型与以河道汇流关系及水文方法为基础的一维河道拟序汇流模型相耦合,建立了适用于平原河网地区的降雨径流模型。经实测数据验证,模型可靠。研究表明,该模型可模拟计算渤海湾滨海平原2015年各时刻各处产流量、水位、流速及其变化过程;计算得出各河道的入水、出水水量及主要河流的入海水量,实现了对平原河网地区的降雨径流模拟。     

耦合高效高精度水动力模型的多组分污染物输移及衰减反应模型

为更好地模拟水污染事件中多组分污染物输移及衰减反应过程,全面耦合了基于图形处理器(GPU)加速技术的二维水动力模型与多组分污染物输移及衰减反应模型,通过改进模型源代码并在污染物输移控制方程中嵌入衰减项与反应项,建立了一个可应用于大区域复杂地形河道洪水演进全过程及多组分污染物输移和衰减反应的高性能耦合模型,同时引入GPU技术提升计算效率。将耦合模型应用于理想地形静水和两个复杂地形河道入流与溃坝算例的水质模拟,结果表明:多组分污染物输移及衰减反应过程在理想算例中的数值解与解析解基本吻合,在入流与溃坝算例中的模拟结果符合实际物理过程,模型运行速度快且计算效率高,可高效地模拟各类突发水污染事件并进行预警和评估。     

基于数值模拟的清泥河鱼类水力生境评价

以清泥河生态修复重要节点双龙湖为模拟区域,建立了二维水动力模型,选取重现期10 a的洪水过程线为上游流量入流边界,模拟了双龙湖在该过程下的流场情况。根据《清泥河水生态状况调查研究报告》,以子陵吻■虎鱼为评价对象,以流速与水深为评价指标,利用模糊综合评价方法评价了双龙湖在洪水历时为0%、6%、12%、24%、48%时刻的水力生境适宜性,通过分析可知子陵吻■虎鱼适宜流量为59.70 m~3/s,在该流量下区域水力生境适应性程度最高。     

五指山市毛阳桥工程对毛阳河河道行洪影响的数值模拟

为对比分析不同方案下毛阳桥工程建设对河道行洪影响,构建工程所在河段局部二维水动力模型,采用基于三角形网格的有限体积法求解该模型,模拟毛阳桥工程所在河段的水位和流速流向变化情形。结果表明:原设计方案对水位雍高和流速流态均有较大影响,水位最大雍高值0.593 m,流速最大增加值1.909 m/s;改进方案明显减少了对水位和流速流态的不利影响,水位最大雍高值0.088 m,流速最大增加值0.635 m/s,两者的变化幅度均较小,影响范围局限于工程附近,基本不会对河道行洪安全构成威胁。     

溃堤洪水数值模拟在变电站设计洪水中的应用

基于Abbott六点中心隐式差分格式的河道一维非恒定水流模型和平底宽顶堰堰流公式计算堤防渍口流量过程,构建了根据非结构网格的有限体积法离散的二维水动力模型,并模拟了堤国内洪水过程,计算了变电站站址处溃堤设计水位,采用水量平衡法验证了二维水动力模型的计算结果.实例结果表明,水动力模型可为堤国内变电站的设计提供可靠的技术支持,供借鉴.     

二维水动力模型在无资料河段水位流量关系分析中的应用

无论是工程设计还是水文监测，河道设计断面水位流量关系的拟定都十分重要。目前，主要通过低中高水流量监测，结合设计断面大断面测量成果进行拟定。对于一些工程，特别是海外工程，设计河段可能没有任何水文监测资料，同时难以调查到历史洪水，但工程前期方案设计时，需要尽可能准确地拟定出设计断面的水位流量关系。为此，尝试采用二维水动力学模型分析计算设计断面的水位流量关系，并与传统一维水动力模型计算成果进行了对比。结果表明，二维水动力模型对于水力特征较为复杂的河道更具适应性。     

无为大堤防洪工程黄山寺溃堤风险分析

采用二维水动力模型方法对黄山寺溃口不同频率下的溃堤风险进行分析,其中P=1％的1954年型洪水溃堤影响范围最小,P=0.33％的1954年型洪水溃堤影响范围最大.溃口后影响周边多个乡镇及重要的交通道路,对当地经济、人员和财产安全影响较大.