河道溢油污染事故二维数值模型研究

为了研究内河船舶事故溢油的运动规律,在二维水动力、风场模型基础上,分别采用油粒子模型理论,建立了适合内陆狭长型河道溢油事故模拟的二维数值模型。在假定工况条件下,将模型应用于长江、汉江武汉段典型溢油事故的模拟研究。模拟结果表明模型较好地反映了风场、流场、复杂地形条件等对河道溢油扩展和漂移运动的影响规律,模拟结果可为河道突发性溢油污染事故预报和应急处理提供技术支持。     

河道型水库溢油费伊模型与油粒子模型的对比研究

针对河道型水库溢油模拟研究匮乏的现状,以龙溪口库区河道突发溢油事故的预测模拟为例,分别建立了传统费伊(FAY)模型及油粒子模型,力图探明这两种主流模型在求解狭长河段溢油扩散时的特性。研究结果表明:FAY模型侧重于油膜扩展阶段中油膜厚度的精细模拟,但在水文情势复杂的河道溢油模拟过程中没有有效考虑流场、风场、地形对油膜漂移、扩散的影响;油粒子MIKE21-OS模型则克服了上述不足,对于河道溢油的模拟具备一定精度。模拟结果可为龙溪口库区突发溢油事故的预测预警提供参考。     

内河溢油事故中不同油品油膜运动规律研究

为研究不同类型油品河道内突发溢油事故油膜运动扩散规律,以泰东河为例,建立了二维水动力溢油模型,模拟了不同组合条件下突发溢油事故的影响范围和程度。结果表明:轻质油与重质油在水面上的运动规律具有一定程度的一致性;轻质油扩展性强,污染范围更广,油膜浓度相对较低,并且可以依靠自然挥发来降低危害;重质油黏附性强,容易附着于两侧河岸、浅滩以及床底,会对生态环境造成长期影响;总体看来重质油溢油事故造成的危害更加严重和持久。     

数值模拟在进水口漩涡模型中的应用

数值模拟技术以其成本低、速度快、精度高等优势,活跃于各个领域,在流体力学中也得到了广泛的应用.文章对进水口建立了三维数学模型,并将计算结果和物理模型试验结果进行分析对比,分析了数模结果与物模结果存在差异的原因,对研究进水口漩涡有一定的帮助.     

SMS模型在圣莲岛钢便桥数值模拟中的应用

利用SMS(Surface—Water Modeling System)模型,采用六结点的三角形网格单元和八结点的四边形网格单元相结合的网格对建有多个桥墩的河道进行了数值模拟研究,以弄清所研究河段建桥前后流场及水位的变化规律,解决了多个桥墩带来的网格数很多的问题,为建设工程河段水流形态的研究及工程的设计探索一条新的有效可行的途径。     

三湾水库蓄水期重金属迁移特性数值模拟研究

水库水体重金属污染治理过程十分复杂,加强对水库重金属迁移特征的研究具有重要价值。文章以辽宁省在建的三湾水电站为例,利用MIKE软件构建该水库的二维水质数学模型,对水库蓄水过程中的特征污染物迁移特征进行模拟研究。结果显示:水库在蓄水至正常蓄水位时,爱河在研究区段干流的砷化物和铁元素的浓度比较稳定,特征污染物浓度基本可以满足地表水Ⅱ类水质标准要求。     

钱塘江河口突发溢油事故的油膜漂移轨迹研究

针对钱塘江河口的强潮特性,采用数值模拟方法计算出垂向平均的二维潮流场,根据实测垂向流速分布的分析成果将其转换为表层流场,在此基础上采用拉格郎日质点追踪法,模拟三江口在不同潮汐时刻突发溢油事故时油膜的漂移轨迹,分析油膜漂移规律和对取水口的影响风险,为杭州市提高应对突发溢油事故的应急能力提供技术支撑。     

陡坡后消力池水流数值模拟计算中模型选择研究

在工程实践中发现,泄水陡坡后消力池优化设计中,往往需要物理模型试验验证,比较费时费力。该文采用标准 k-ε模型、及RNG k-ε模型,对不同消力池内部水流进行数值模拟,得出消力池内水流运动参数;通过与物理模型试验结果对比,发现RNG k-ε计算模型对消力池内部复杂水流模拟效果较好。今后实践工程优化中,可运用RNG k-ε计算模型进行消力池内部水流模拟计算,优化消力池的设计参改。     

波浪传播的数值模拟与物理模拟耦合模型

此文对于二维波浪的传播建立了数值模拟与物理模拟的耦合模型。模型中,数值模拟采用基于改进Boussinesq方程的三角形网格有限元模型,物理模拟采用推板式造波机。模型的求解采用空间五点的拉格朗日插值和时间的四阶Runge-Kutta格式。通过波浪模拟实验研究了耦合模型在不同波浪要素下的适应性。进一步针对于规则波和不规则波分别建立了实时修正由于造波机造波性能所引起的模拟误差的方法。波浪模拟实验结果表明,耦合边界附近数模结果与物模结果吻合很好,实时修正方法能很好修正由于造波机造波性能所引起的模拟误差,耦合模型和实时修正方法能有效建立起数模与物模的确定性联合。     

长江防洪系统模型中若干计算模式研究

以长江中下游防洪系统为对象,根据长江中下游水系复杂、涉及范围广、地域差异显著、空间尺度变化大、区域洪水组成复杂多样,且耦合作用强、相互影响、相互制约等实际情况,在总结前人研究长江中下游水沙数学模型的基础上,从探索长江中下游水沙输运规律（包括河道水沙和湖泊水沙运动规律）入手,在数值模拟框架内对区域内各种水力单元或环节的计算模式（包括分流口、汇流口水沙计算模式,河网动边界及其计算模式）、湖泊泥沙输沙率计算模式、动床阻力计算模式和河道横断面变形计算模式等进行了深入研究,提出了构建长江中下游水沙输运数学模型的总体设想及其相关环节的计算模式。     

长江口水流盐度数值模拟

利用长江口平面二维水流盐度数学模型，模拟计算了4种水文组合条件下径流和潮流对盐水入侵的影响．探讨了长江口拦门沙地区盐度随水流的扩散输移规律．利用长江口北槽三维水流盐度数学模型分析了盐度梯度引起的斜压项对水流的影响，以及航道增深对盐水入侵的影响．     

长江口全沙数学模型研究

在正交坐标系下，建立了能较好拟合长江口边界的平面二维潮流和全沙数学模型。应用１９９６年洪、枯两季大、中、小潮水文泥沙资料和１９９５年、１９９６年地形及８３１０和８６１５台风暴潮引起的南北槽淤积资料，对长江口的潮位、流速、流向、含沙量特别是南北槽的地形变化和航道回淤进行了验证，结果表明该全沙数学模型较好地复演了长江口流场、含沙量场和地形变化。     

长江中下游分汊型河段的模糊分类

 应用模糊聚类方法讨论分汊型河段的进一步分类问题，建立了相应的分汊型河道分类、识别模型， 并对长江中下游分汊型河段作了分类和识别的计算，结果表明与实际情况是相符的。     

引江济汉工程对汉江中下游生态环境影响

引江济汉工程作为南水北调的配套工程,将在改善汉江中下游生态环境方面发挥不可忽视的作用.基于河流水质模型及河流综合水质生态模型从水文、水质、鱼类、藻类及血吸虫病传播等方面,论述了引江济汉工程的实施对汉江中下游生态环境的影响.研究结果表明:引江济汉工程在一定程度上提高了汉江中下游的水位和流量,降低了汉江中下游水体的污染物(COD)浓度,能够在一定程度上控制"水华"现象,改善鱼类的生存空间,但同时也存在造成血吸虫病传播的潜在风险.     

黄河下游河床平面变形模拟研究

黄河下游河道以游荡多变著称，河床演变具有典型的平面二维特征，本文分析了黄河下游河床横向变形的基本模式，认为河床的横向变形是由泥沙的侧向冲刷和河岸淘蚀综合作用的结果，数学模型中可通过这两种现象的分别模拟反映实际河岸的横向变化．引进土力学中有关河岸力学平衡的基本关系，结合河床演变计算的特点在数值方法上适当简化，提出了黄河下游河床横向变形的数值模拟方法，采用反映高含沙水流流动特性的基本方程组，用１９７７年典型高含沙水流洪水过程检验了模型计算多种含沙水流过程的适应性和模拟河床横向变形的可靠性     

长江南京以下河段深水航道整治基本原则与思路

长江南京以下河段江阔水深,航运自然条件优越,通过河床条件的归类分析,结合航道现状和沿江两岸外部需求及限制条件,表明南京以下河段具备建设12.5 m深水航道的良好条件,但同时航道整治还存在一些疑难问题.进而从河道综合治理与利用出发,提出了深水航道整治的基本原则,并针对河床条件较差、碍航严重的典型浅滩河段,提出了初步的整治思路及相应的工程措施.     

长江口悬沙含量垂向分布数值模拟

根据长江口北槽和南槽实测的水沙资料，利用垂向一维悬沙数学模型模拟了长江口悬沙含量及其分布，并对摩阻流速和临底悬沙含量进行了简要分析。结果表明，计算值与实测值较为吻合。     

关于长江中下游江湖治理的思考

长江中下游河网水系十分发育,构成具有显著自然与社会双重属性的江湖关系,在地区乃至全国经济社会发展中扮演着十分重要的角色。江湖关系变化的内在驱动力来源于自然条件与人类活动两大因素的影响,不同时期两者所起的作用不同。随着经济社会的不断发展与人口的不断增长,江湖关系变化受人类活动干扰的程度也不断加剧,导致人类需求与自然和谐之间的矛盾日益突出。面对如此复杂并处于不断调整变化的江湖关系,如何做到江湖治理既满足时代发展的需求,又能满足地区经济社会可持续发展要求是面临的重大课题。必须在科学发展观的指导下,切实加强江湖变化规律与治理的科学研究,统筹防洪、水沙资源综合利用、航运及生态环境等,综合考虑江湖治理,维护江湖健康与区域经济的可持续发展。     

基于EFDC模型的长江下游码头溢油风险预测

为了更有效地预测溢油事故,建立了基于EFDC(environmental fluid dynamlics code)模型的长江下游南京段码头溢油事故影响的预测模型。研究结果表明:构建的二维水动力模型能够较为准确地反映研究区域风场、流场、复杂地形条件综合影响下长江溢油扩展和迁移运动的整体规律,油膜在研究区域降解较慢,溢油发生在落急时刻和西风风向时,油膜更早向下游扩散,对下游保护区的污染更严重。     

淮河入流对长江水流的影响分析

通过模型试验,研究长江不同流量遭遇淮河不同流量时长江沿程水位和局部流场的变化。多组水文条件下模型试验结果的分析表明:淮河入流造成长江水域局部水位壅高较多,对长江行洪不利;入流口以上流速减小会加剧洪水期泥沙的落淤,特别会影响三益桥航道的畅通;入流口以下流速增大,近岸流速的增大对长江护岸工程不利。模型试验结果可为扬中河段进口段的河床演变分析以及三益桥航道浅滩成因分析等提供参考依据。