堵汊工程在长江中下游分汊河道整治中的作用

为了控制河势，防害兴利，在长灌中下城陵矶至江阴河段的４１处分汊河道进行堵汊，实施后未对长江河道带来不利影响，而且这工程在防洪、防止崩岸发展、消灭钉螺、稳定河势、航运、洲滩利用等方面发挥了积极的作用。实践证明：对长江中下复杂多汊整治应堵塞分流比较小的支汊，使多汉型河道向两汊型方向转化，对分汊河道的稳定十分有利。     

河道平面二维泥沙数学模型研究

本文对平面二维泥沙数学模型进行了较系统的研究,建立了计算量及贮存量较小的平面二维泥沙数学模型,考虑了平面二维阻力、挟沙力、分组挟沙力等问题。发展了一种计算量及贮存量较小的且适合不规则河道边界的数值计算方法。用川江臭盐碛河段的实测资料对所建模型进行了验证,果结表明在流速分布、含沙量分布、回流变化及河床型态等方面符合良好。     

南水北调安阳河段倒虹吸水沙二维数值模拟

南水北调中线总干渠与安阳河交叉的倒虹吸工程,将改变天然河道水流条件,为了使倒虹吸交叉工程布设既安全又经济,需进行平面二维水沙数值模型设计,对交叉河段进行分析。以河流泥沙动力学为基础,采用非均匀矩形网格及交替方向隐式差分逐行求解的AD I有限差分格式进行数学模型设计,依据历史洪水调查对模型进行调试,从洪水水位、流速、流态及冲淤变化等方面对数学模型计算结果与物理模型试验结果进行比较及验证;采用水边线上切向、法向流速为零的方法确定水边线,采用水边界全区自动跟踪的方法进行动边界处理,改善了有限差分法不能较好地模拟不规则岸线的不足。     

二维水流数学模型在多分汊河道鱼类栖息地设计中的应用

多分汊河道汇合或分流口水流流态复杂,常常存在河口滩及深槽,复杂多样的水文水力条件为鱼类提供了良好的进食及休憩场所。针对多分汊河道边界复杂的特点,建立了基于一般曲线坐标系下的平面二维水流数学模型。将所建立的数学模型应用于大渡河乐山段安谷水电站左岸生态河网建设和鱼类栖息地设计,对工程投运前后河段的水深、流速、流场、分流比进行模拟和对比分析,设置生态工程措施,使得鱼类产卵场河段水流特性仍满足鱼类栖息地要求。从安谷水电站运行效果看,设计的生态措施对河道鱼类栖息改善取得了较好的实践效果。     

分汊型河道水流运动特性和污染物输移规律研究进展

对分汊型河道的水流运动特性和污染物输移扩散规律的相关研究进行综述,分别从分汊型河道中分汊口、交汇口、整个分汊河道的水流特性及分汊型河道中的污染物输移特性等4个方面进行总结。介绍分汊口和交汇口处的水流从其能量损失、水位变化、水流分离等一维、二维过流特征到三维流动结构和紊动特性的研究过程;从野外现场试验、室内物理模型试验和数学模型模拟等角度出发阐述了整个分汊河道的水流特性;认为污染物在分汊河道中的输运规律研究主要集中在数值模拟上,并进行了回顾和分析;提出分汊河道水流水质输移特性研究中一些有待深入探究的问题,尤其亟待加强不同排放方式、不同污染物密度和不同分汊形态下污染物输移机制的试验研究。     

长江中下游鹅头型汊道演变规律的分析

鹅头型分汊是长江中下游城陵机至江阴分汊河段中形最复杂、放宽率最大，分汊数量多，占汊道总长度最大（达40％）的一种分汊形式。其演变主要于本身的河床形态，边界条件及水流条件的变化，基本上遵循新生汊道－产生、扩大、平移、衰亡而完成它一个完整的演变周期。由于汊道的弯曲引起滩地的大面积坍失，主流线大幅度摆动，各汊道水沙的重新分配及纵横剖面的调整，是一种最不稳定的分汊型式，对鹅头型分汊河道的形成条件及演变特征的研究是制订相应的规划整治措施，稳定河势，使其朝着有利的方向发展的前提条件，也是实际工程迫切要求解决的问题。     

顺直河道采砂效应平面二维数值模拟

不规范的河道采砂对堤岸防护、通航及水工建筑物安全等均会产生较大影响.运用平面二维数学模型,概化河道采砂有关影响因素后,模拟并探讨了矩形采沙坑对河床产生的不同程度的影响.结果表明,沙坑改变了局部河道的水流结构和含沙浓度分布,在不同河段、不同方向上,沙坑对河床床面变形影响是不一样的.对沙坑变形影响的细致分析有助于进行科学采砂规划.     

河道二维水沙数学模型及流场动态显示初探

作者简述了正交贴体坐标系下河道二维水沙数学模型的基本方程、边界条件、动边界技术及数值计算方法，应用北江下游水流及河床变形资料对模型进行了验证；采用Visual Basic5．0进行了流场动态显示的初步探讨。此外，讨论了设计依据及存在的问题。     

库区平面二维水沙数学模型的 研究与应用

本文建立了库区平面二维水沙数学模型,应用有限体积法思想,增强了模型的适应性和灵活 性。利用该模型对庙宫水库库区内的水流和泥沙冲淤进行分析研究,结果表明,模型能较好地模拟水 库的河道水流泥沙运动及河床变形情况,将其应用于庙宫水库蓄水排沙预报的模拟计算中,通过综合 对比,提出了水库现状泄流条件下最优清淤方案。     

桥渡壅水对河道水位流场影响二维数值模拟

采用Simple算法建立了一套河道平面二维水流数学模型.针对桥渡壅水问题,提出了两项措施来进行桥墩的概化:①局部地形修正,主要通过增加桥墩所在节点的河底高程来反映桥墩对河道过水面积的压缩效果;②局部糙率修正,主要通过加糙来反映桥墩的阻水作用.通过对工程问题的计算验证其效果,选取赣江神岗山-井冈山拟建的阳明大桥长约7.5 km的河段作为计算河段.地形采用2000年实测河道地形图.计算网格采用边界层坐标系下河道拟贴体正交网格.网格节点数为73×70个,计算结果较好地反映了建桥前后桥墩附近水位流场的变化情况,说明桥墩概化较为合理.     

平面二维溃坝水沙输移动床数学模型研究

为数值模拟溃坝洪水作用下泥沙输移及河床变形,建立了无结构三角形网格的平面二维水沙耦合数学模型。水动力学模型采用浑水流动方程,考虑了泥沙输移及床面冲淤变化对水流动量的影响;泥沙输移采用不平衡泥沙输移模式。模型数值计算格式采用守恒性较好的有限体积法,单元界面的对流通量采用基于近似黎曼解的Roe格式计算,扩散通量采用中心格式,不平衡泥沙输移方程采用坡度限制的二阶空间精度格式离散。模型经经典算例和小尺度瞬间全溃的动床实验资料检验,水面、床面及流速等计算结果与实验资料或解析解等比较吻合,分析了动床与定床水面及洪水传播速度的差异。在上述检验的基础上,采用动床模型对某河道型水库溃坝诱发的水沙运动进行了数值模拟,结果表明溃坝洪水下水流、泥沙及河床变形发生强烈的相互作用,采用水沙及河床变形耦合的数学模型是必要的。     

黄河河口水沙运动的二维数学模型

本文针对黄河河口河道水沙潮波的特点，从水流连续方程、运动方程，泥沙运动方程出发，补充了潮流挟沙能力的计算公式，建立了黄河河道河口二维数学模型。以1982年实测资料，从潮位过程、流速大小和方向及海底冲淤变形等方面对数学模型进行了验证计算。在此基础上开展了典型水沙条件下黄河河口泥沙运动规律的模拟研究。其结果揭示了黄河河口清水沟所处海域的潮流潮汐特性和泥沙输移规律。这些成果与实测资料以及卫星遥感分析结果一致，进一步表明了模型的可靠性。     

游荡型河段水沙数学模型研究

游荡型河段河道宽浅不一、主流摆动幅度大,水沙运动及河床演变极为复杂,水沙数学模型中存在的问题也最为突出。在对现有研究成果及游荡性河道特性分析的基础上,结合实测水沙资料,考虑游荡型河道水沙条件、地形条件变化剧烈的特点,通过建立能够反映游荡型河道特性的阻力、挟沙力沿河宽分布计算的公式,提出了游荡型河道主流摆动的计算模式。同时,结合现有的河岸崩塌计算模式,建立了游荡型河段水沙数学模型,并将该模型应用到黄河下游花园口—辛寨天然河段。结果表明：该模型不仅能较好地模拟出不同时期主流线摆动情况,还能模拟出河床的纵向冲淤以及横向变形,计算结果与实测值符合较好,说明该模型能够反映游荡型河道的特性。     

二维泥沙数学模型在松花江五股流航道整治中的应用

运用松花江依兰－佳木斯河段水沙实测资料对二维泥沙数学模型验证的基础上，进行了多分汊浅滩河段－－五股流航道整治方案的比较，提出整疏结合的整治措施，并能达到预期的整治要求。     

二维泥沙数学模型在北江下游航道整治工程中的应用

在运用北下游清远至石角河的水沙实测资料对二维泥沙数学型进行验证的基础上，比较了学堂洲左、右槽方案的整治效果，并推荐石槽方案。     

水沙数学模型技术在长江河口整治中的应用

为给河口整治提供参考和借鉴,基于DELFT3D模型系统建立了长江河口水沙数学模型,并利用实测水文、泥沙数据进行了率定、验证。大量实测资料验证结果表明,该模型的潮位、潮流和含沙量模拟平均精度分别可达91%,86%和72%,模型具有较好的模拟精度。该模型在长江河口治理规划研究、整治工程方案设计、施工设计、航道治理等方面应用效果良好,可为相关整治工程的决策和设计提供一定的技术支撑,值得进一步推广应用。     

黄河下游河道准二维泥沙数学模型研究

本文首先简要回顾了以往黄河河道泥沙数学模型研究成果,再以水流运动方程及经过作者修正的泥沙运动方程为基础,同时引入与实测资料相符合的水流挟沙力、动床阻力、泥沙级配等计算公式作为补充方程,构造出黄河下游河道准二维泥沙数学模型。然后,采用1986年11月-1996年10月这10年长系列实测资料,开展了验证计算。其结果表明,该模型不仅能计算黄河下游河道一般洪水引起的河床冲淤变形,还能成功地模拟出大沙年下游处于强烈淤积时的规律。     

黄河下游灌渠水流泥沙数学模型

本文结合灌渠的结构特点及水流泥沙特性，对一维非耦合，非均匀、不平衡沙基本方程组进行了合理的简化，根据实体模型试验实测资料，确定了自流与提灌时干，支渠分流的不同分沙分水比。     

珠江三角洲航道网一维水沙数学模型的可视化研究

从复杂河网的数字化、可视化出发，对珠江三角洲航道潮流界、西江和北江航道沿程水位线等的动态演示，以及河道中断面水沙特征的可视化研究，使得分析复杂河网水沙数学模型的计算结果更简便、直观。     

长江镇扬河段和畅洲汊道演变和治理工程

 长江镇扬河段是长江下游变化最剧烈的河段之一,其主要变化表现在世业洲左汊的缓慢发展及汇流后的主流不断右移、六圩弯道的崩岸及弯道向下游发展、和畅洲左汊的持续发展等。多年来为稳定河势,镇扬河段已实施了一、二期整治工程,使剧烈变化的河势已基本得到控制。根据镇扬河目前的情况分析了该河段来水来沙特点、近期河道演变规律及演变趋势,介绍了该河段二期整治工程的基本情况,并着重介绍了和畅洲左汊口门控制工程方案研究、设计、施工及工程效果等内容。工程后的实测资料分析表明,和畅洲左汊口门控制工程达到了预期的整治效果。