蛋形断面无压隧洞水面线解析算法

针对蛋形断面形式复杂,用常规方法完成水面线计算不但存在误差累积而且计算工作量大、效率低的问题,依据优化拟合理论,以标准剩余差最小为目标函数,在工程适用参数范围内,经拟合计算得到了一个简化通用算式来替代原积分中的分段且不可积函数,并推求出了蛋形断面隧洞水面线计算的近似解析通式。拟合误差分析和实例计算结果表明:解析通式的计算误差小于2%;利用近似解析通式完成蛋形断面隧洞水面线计算可使求解过程大幅度简化,工作效率明显提高。     

无压六圆弧蛋形断面隧洞正常水深的简化计算

由于六圆弧蛋形断面形式复杂,正常水深无法通过解析法获解。常规的计算法由于公式分段、表达形式为复杂的超越方程,计算工作量大、效率低。依据优化拟合理论,以标准剩余差最小为目标函数,在工程适用参数范围内,经拟合计算获得由一个通用算式表达、形式简单直观、便于实际应用、计算精度满足设计要求（最大误差为0．887％）的近似公式,具有一定的实用推广意义。     

无压流六圆弧蛋形断面临界水深近似算法

针对六圆弧蛋形断面临界水深常用计算表达式涉及4个分间的分段函数、需求解超越方程、计算工作量大的问题,依据优化拟合理论,以标准剩余差最小为目标函数,在实际工程参数取值范围内,通过对4个分段函数的逼近拟合获得了一个通用的简化近似公式,该公式可使六圆弧蛋形断面临界水深的计算大幅度简化。该公式的精度分析及算例计算结果表明,在工程实用范围内,该公式最大计算相对误差为0.563%,可以满足实际工程的精度要求。     

六圆弧蛋形断面共轭水深的简化计算

六圆弧蛋形断面共轭水深计算公式分段,且为复杂的超越方程,无法直接获解。通过对该种断面水跃共轭水深函数的进一步整理,获得了用无量纲面积倒数及无量纲静水压力表示的无量纲水跃函数,采用优化拟合方法分别对无量纲面积倒数及无量纲静水压力函数进行拟合替代,获得了可直接完成跃前及跃后断面水深计算的简化计算通式,计算过程简捷,方法直观,在工程适用参数范围内,最大计算误差小于0.8%。更多还原     

蛋形断面隧洞临界水深的简易算法

蛋形断面临界水深计算需完成表达形式复杂且分3个区段给出的超越方程求解,针对解析法无法直接完成求解而采用常规的试算法计算工作量大、效率低、不便实际应用等问题,依据优化拟合理论,以标准剩余差最小为目标函数,在工程适用参数范围内,经拟合计算得到了一个表达形式简单直观、计算不分区段、便于实际应用的通用简化公式。精度分析及实例计算结果表明,该公式最大计算误差仅为0.649％,利用该公式完成蛋形断面临界水深计算可大大简化计算过程,提高工作效率。     

蛋形断面隧洞正常水深的简易算法

由于蛋形断面隧洞形式相对比较复杂,正常水深计算需完成较复杂的超越方程求解,通过解析法无法直接获解。常规的图表法,实际应用中不仅依赖图表且存在查图(表)取值的人为误差;试算法由于公式分段且表达形式为非常复杂的超越方程,重复计算工作量大、效率低。依据优化拟合理论,以标准剩余差最小为目标函数,在工程适用参数范围内,经拟合计算获得了由一个通用算式表达、形式简单直观、便于实际应用、计算精度满足设计要求(最大误差为0.729%)的近似公式,具有一定的实用推广意义。     

五圆弧平底蛋形断面隧洞临界水深的简易算法

五圆弧平底蛋形断面隧洞具有结构相对简单、断面形状尺寸容易控制和易于施工的特点,是工程中较常采用的水工隧洞断面形式之一,但其断面临界水深计算公式复杂,且为分段的超越方程,在求解过程中计算繁琐,无法直接给出解析解。为此,本文计算了五圆弧平底蛋形断面的水力要素,得到3种典型断面的过水断面面积和水面宽度计算公式,并对临界水深的基本计算公式进行简单的数学变换,对无量纲临界水深和无量纲参数的关系进行研究分析,利用优化拟合理论,在工程适用的范围内推导了3种典型五圆弧平底蛋形断面临界水深的直接简易计算公式,并进行了精度分析。结果表明:公式计算误差绝对值的最大值小于0.24%,且大部分区域相对误差在0.1%内正负波动,完全满足实际工程的精度需求。     

马蹄形隧洞过水断面临界水深的简化计算方法

针对马蹄形隧洞过水断面临界水深计算方法比较繁琐等问题,依据优化拟合原理,以标准剩余差最小为目标函数,在工程适用参数范围内进行逼近拟合,提出一种简化计算方法。该方法近似公式的表达形式更加简单直观,不必分段和进行判别选取,实际计算仅借助计算器即可快速完成。算例分析及精度比较表明,该简化计算方法的拟合替代精度高于有关文献,最大拟合相对误差仅为0.58%,且拟合相对误差小于0.5%的点占总计算点数的95%以上,可以满足实际工程的设计精度要求。     

渠道矩阵断面水面线计算简化

依据明渠水力学稳定缓变流理论，以著名伯诺里方程与水流运动连续原理为基础，利用拟设相隔一定距离的前后断面水深比值，对渠道矩形断面水面线水力计算进行简化，并经算例表明，可减少计算工作量。     

圆形断面临界水深的近似计算公式

通过对圆形断面临界流方程进行数学变换,得到圆形断面临界水深的近似计算公式,在工程常用范围内其最大相对误差小于0.86%。与现有的计算公式进行比较,结果表明该近似计算公式形式简单,计算精度高,使用方便。     

水面蒸发计算模型研究

根据水面蒸发形成机制和水面蒸发量与气象要素关系的试验分析结果 ,选择饱和水汽压差、风速、相对湿度作为水面蒸发计算因子 ;综合国内外水面蒸发计算研究成果 ,选取适用的风速函数和相对湿度函数 ,提出一种具有较强适应性的水面蒸发计算模型 .简要评析目前国内出现的 3个水面蒸发全国通用计算公式 ,指出这 3个公式尚存在欠缺 ,有待进一步完善 ;最后提出水面蒸发计算模型研究应统一水面蒸发量标准 ,正确选择风速函数 ,并应加强水面蒸发计算模型空间变化规律的研究 .     

长江马鞍山段内河水质二维预测计算模型

长江马鞍山段是马鞍山市最重要的水源,而又汇集全市工业废水和生活污水排放,因此建立适合此江段水域的水质评价和预测模型,预报排污对水质的影响就比较重要。本文通过建立适合长江马鞍山段内河水域的二维模拟预测模型,预报排污对水质的影响范围和程度,考察各排口污染物NH_3-N、TP、F~-在本江段的浓度分布。结果表明:姑溪河的影响较明显,但各污染物混合带宽度不超过100m,污染带对下游影响仅有2 000 m范围,水质基本上能达到Ⅱ类水质要求;通过编制二维模拟预测模型计算软件,可应用于污染控制措施、突发污染事件的预测防范以及沿江产业结构、布局调整等。     

大伙房输水隧洞六河段涌水的处理与分析

文章叙述了六河施工段在顺利实现贯通和完成边顶拱衬砌后,突发涌水涌沙的情况。分析了产生突发涌水涌沙的原因,提出了类似灾害性地质洞段隧洞工程设计和施工的注意事项。     

黄河干流白银市水川段水面线计算方法对比分析

为克服能量方程逐段试算方法在河道水面线计算上存在的不足与局限,本文以黄河干流白银市水川段为例,采用二维水动力数值计算模型,对4种洪水频率工况下黄河干流白银市段的水面线高程进行计算,并将二维数值计算结果与能量方程计算结果进行复核和评价。经计算可知两种计算方法在计算结果上存在偏差,能量方程在河道水面线计算上是一种近似成果,而二维数值计算能够更加真实反映河道的实际情况,因此在水面线计算时推荐二维数值计算方法。     

天然河道水面线计算敛散性分析

天然河道水面线计算虽然理论上可以从计算流段上游或下游断面开始递推，但实际计算中从上游往下游递推时，经常遇到计算不收敛、无法推求的情况。本文从理论和计算方法两方面分析了产生这一现象的原因，分析了影响迭代的因素，如断面间距、河底比降对迭代计算产生的影响；同时本文也推导出形式简单的迭代算式，应用此算式计算黄河府谷段水面线．结果的论证了理论分析的合理性。     

地表水与地下水的联合调蓄及其供水风险性分析

本文阐述了年调节水库与地下水联合调蓄的模拟分析方法,并通过对石佛寺水库地表水与地下水联合调蓄模拟计算,提出了石佛寺平原水库地表水与地下水联合调蓄的供水规模及其运行方式。建立风险分析模型,进行了供水系统的风险性分析。     

地表水和地下水相互作用及集成模型研究

本文在总结国内外地表水和地下水相互作用研究的热点问题的基础上，归纳了定量计算的基本方法，评述了国内外主要的集成模型并对其进行了分类；认为集成模型应该解决时空尺度整合、参数的不确定性等关键问题，指出综合水循环各组成部分的复杂系统模型是模型发展的必然趋势。     

基于Monte Carlo方法的地表水地下水耦合模拟模型不确定分析

为分析参数的不确定性对地表水地下水耦合模拟模型输出结果的影响,本文运用Monte Carlo方法对地表水地下水耦合模拟模型进行不确定性分析,并根据不确定性分析结果进行生态恶化风险评估。以石头口门水库上游饮马河汇水流域为例,建立地表水地下水耦合模拟模型,并运用HydroGeosphere(HGS)软件求解。利用局部灵敏度分析方法甄选出耦合模拟模型中灵敏度较高的参数,作为随机变量。最后,运用Monte Carlo方法对耦合模拟模型进行不确定性分析。为了减少不确定性分析过程中的计算负荷,应用Kriging方法,建立耦合模拟模型的替代模型。结果表明:地表水地下水耦合模拟模型中灵敏度较高的参数为渗透系数、孔隙度和曼宁粗糙系数,其中渗透系数的变化不仅对耦合模型中地下水水位产生影响,也对地表水流量产生影响;Kriging替代模型可以在保证一定精度的条件下大幅度减少计算负荷;风险评估结果表明,在当前的水资源开发利用条件状态下,研究区地下水生态环境恶化风险的概率为6%,地表水生态环境恶化风险概率为15%。