黄河数学模拟系统建设

简要回顾了黄河数学模拟系统的建设思路、技术路线,从系统规划、模型研发、标准评测、系统集成、超算中心建设、生产应用等6个方面阐述了黄河数学模拟系统的建设进展,总结了系统建设的四大特点。面向"数字黄河"向"智慧黄河"升级发展的新要求,今后一个时期要加强已开发模型的应用和关键技术研究、研制三维径流-潮流-波流-泥沙-水环境模型和区域自然-经济-社会复合系统动力学模型、建设"智慧黄河"示范区等三项重点工作。     

海河堤岸预应力土层锚杆加固的数值模拟分析

为研究预应力锚杆对海河堤岸的加固效果,利用三维显式有限差分法,建立了预应力锚固仿真分析数值模型.通过预应力锚杆的现场试验,获取了数值计算所必需的参数.理论计算与实测结果吻合较好,因而验证了海河堤岸改造工程设计的可靠性.     

黄河口潮流数值模拟

应用二维非恒定流方程和破开算子法，数值模拟了黄河口附近海域潮流运动规律，并对动边界和潮位边界的处理作了探讨，实测资料验证表明，本文建立的数学模型能较好模拟黄河口附近的潮流场和潮位场。     

气候变化对黄河中上游水量的影响

运用半干旱区月小量平衡模型，分析了黄河中上游各代表子流域内的气温，降水与径流的关系，并进一步探讨了气候变化对各区乃至整个中上游水量的影响。文中还以月平均流量与月最大日流量的关系为基础，初步分析了月最大日流量受气候变化的影响程度，结果表明，大气中ＣＯ２倍增，黄河中上游水量将增加７．５３亿ｍ＾３，渭河和洛河月最大日流量将分别增加３．０％－１２．０％和３．０％－１４．５％。     

数字黄河流域与可持续发展

简述了数字黄河流域的基本概念,关键技术,图谱以及数字黄河流域与流域经济可持续发展的关系。建立数字流域,将自然流域系统变成可控流域系统,可使黄河流域社会,经济实现可持续发展。     

漳河下游河道水沙运动数值模拟

本文以漳河京广铁路桥以下河段为例,采用一维与二维水沙运动数学模型,对同时具有冲刷基点及丁坝群的河段的水沙运动特性进行了数值模拟.在数学模型中,采用宽顶堰公式模拟基点对水流运动的作用,在数值计算中,采用曲线网格处理丁坝群附近的复杂边界条件,用有限体积法将直角坐标系上的控制方程直接在曲线网格上进行离散求解.利用实测资料进行了验证计算,计算所得的水位、河床冲淤变形与实测成果吻合较好.     

黄河下游弯曲河道挖河疏浚效果的数值模拟研究

作者针对黄河利津至渔洼河段,就不同挖河方案的回淤过程和挖河效果,采用平面二维数学模型进行了模拟研究,河道挖槽疏浚回淤过程一般规律的模拟结果与河工模型试验结果基本一致。挖槽后上游有较大冲刷,挖槽段回淤较快。在较长一段时间内,挖槽疏浚增加了河道输沙能力,降低了洪水位。挖槽横断面面积一定时,存在一个使挖槽淤积比最小的最佳挖槽形状。     

黄河下游突发性污染事件数值模拟

建立黄河下游一维非恒定流水动力学数学模型,并在此基础上建立一维水质模型,采用有限体积法(TVD格式)离散基本方程,通过时间二阶之预测-校正二步格式对离散方程进行求解。该求解方法具有守恒性好、算法简单、通用性强,在预测一般洪水及溃坝洪水波演进方面有较好的实用性,并能对黄河下游突发性污染事件进行初步模拟。     

黄河高含沙水流的高效输沙特性形成机理(黄河下游河道存在巨大的输沙潜力)

利用黄河主要干支流渭河、北洛河、黄河下游及三门峡水库大量实测资料,结合高含沙水流流变特性分析得出:河道中的高含沙水流的阻力与低含沙水流相同,均可用曼宁公式进行阻力计算;由于黄河泥沙组成较细,d50=0.03~0.10mm,随着含沙量的增加颗粒的沉速大幅度降低,泥沙在垂线上分布变得更加均匀,当含沙量大于200kg/m3以后发生改变;从泥沙存在对水流结构,流速在垂线上的分布特性上分析,含沙量200kg/m3左右时输送最困难,并得到河道实测资料的证实。由于粘性的增大,粗颗粒泥沙在河道中也能顺利输送,洪水期实测含沙量可达800~900kg/m3,表现出高含沙水流的高效输沙特性;黄河下游艾山以下河段实测洪水的最大含沙量为200kg/m3,在流量2 000~3 000m3/s时,高含沙洪水均可顺利输送。利用河道输送高含沙水流入海的主要障碍是改造宽浅游荡河段为窄深稳定的河槽。     

信息化建设为构架"三条黄河"作支撑

当你在黄河水量调度总控制中心,可看见工作人员轻轻点几下计算机的鼠标,远在百公里之外的闸门就会按照所输入的指令,自动地进行启闭. 当你在黄河水保生态环境监控中心,只要输入相关的参数,三维动画瞬间便模拟出黄河流域水土保持现状,调整工程布局,设计整体规划方案.伴随着参数的改变,沟道工程布局也在发生变换.     

祁家渡黄河铁路大桥岸坡数值模拟分析

祁家渡黄河铁路大桥位于甘肃刘家峡水库库区。针对桥梁设计及施工过程中所面对的问题,通过现场调查、室内试验,掌握了桥址岸坡岩土体特征,之后建立二维及三维数值模型,利用FLAC3D软件对所建模型进行数值计算,得到两岸坡现状稳定系数、稳定岸坡角以及岸坡在施工过程中的应力应变状态。计算结果表明:岸坡整体处于稳定状态;岸坡位移及应力集中主要分布于卸荷裂隙带范围内;桥墩基槽开挖可能导致基坑后壁局部失稳。最终,根据稳定性分析结果提出相应支护建议,以达到保证桥址岸坡稳定的目的。     

引海水冲刷黄河下游河槽的数学模型计算研究

利用本河段典型的长系列的水沙过程,从典型断面的河床冲淤、河道水位等方面对准二维非恒定水动力学泥沙数学模型,进行了验证计算,在此基础上开展了“引海水冲刷黄河下游河槽”模拟计算。其结果表明,注入海水后有明显的冲刷河槽效果。例如,在引海水1000m3/s和黄河典型来水来沙的组合条件下,注入点(西河口)以下河道沿程冲刷65km,3000m3/s时水面比降变化幅度为5.9‰～10.1‰;注入点以上溯源冲刷121km,注入点附近3000m3/s时水位降低最大值为2m左右。     

黄河、漳卫河系流域超标准大洪水传播数值模拟研究

基于平面二维水动力数学模型,模拟研究了超标准大洪水在漳卫河和黄河之间传播过程和特性。研究发现行洪能力较小的卫河河段起分流、限流作用;卫河超标大洪水溢出卫河后分两路传播,一路在马颊河以北经漳卫河流域流入渤海,另一路经黄河下游防洪体系的北金堤滞洪区进入徒骇河马颊河等最后流入渤海。模拟研究表明,当位于河南省武陟县境内黄河下游左岸秦厂附近堤防在遭遇近千年一遇大洪水发生溃口后,溃口洪水经人民胜利渠流到漳卫河流域后传播路线与卫河超标大洪水的传播路线基本一致。     

黄河刁口河备用流路现状及保护工程措施探讨

分析了现状条件下黄河河口刁口河备用流路主槽的泄洪排沙能力及其河流功能,探讨了实施刁口河备用流路保护工程的目标和实施标准,围绕和针对刁口河备用流路保护工程体系的构建、布局、运行方案、保障措施等内容进行了初步研究论证,并对流路保护工程的发展前景进行了展望。     

黄河内蒙古段冰封期泥沙输移特性与规律研究

与畅流期相比,河冰的存在改变了河道的水位、流量、流速分布、泥沙浓度等参数,进而影响水流的输沙能力及河道演变。通过对黄河内蒙古段冰封期的野外观测,分析了冰盖对水深、流速的影响。同时根据水文站多年资料分析,探讨了冰封期黄河内蒙古段泥沙特性及输移规律。指出冰封期泥沙浓度随着流凌开始降低,在冰封期达到最低,冰封期浓度值比畅流期小5~20倍,输沙量小2~15倍,开河后逐渐增大,且泥沙颗粒的中值粒径D50值大于畅流期的。本研究对黄河冰封期的泥沙输移规律以及河道演变提供一定的参考。     

黄河下游河道冲淤平衡临界水流能量损失研究

从河流能量损失的角度入手,采用理论研究和资料分析相结合的手段,研究了黄河下游河道(花园口-利津)河流能量损失与河道冲淤的相关关系,研究结果表明:河流一般能量损失(如机械能损失、动能损失、势能损失)和动量损失与黄河下游河道年冲淤量之间不存在相关关系;而河流有用功损失、推移功损失与河道年冲淤量之间相关性不明显,但河流悬浮功损失与黄河下游河道年冲淤量之间存在较为明显的相关关系;维持黄河下游河道(花园口-利津)冲淤平衡的能量损失临界条件是水文年内河流悬浮功损失0.75亿J.当悬浮功损失大于此临界值,下游河道将发生淤积;小于此临界值,下游河道将发生冲刷.     

安徽省长江与淮河干流岸线利用规划

2007年水利部启动全国主要河流的岸线利用管理规划工作,我省及时启动长江、淮河岸线利用管理规划工作。本文拟通过对岸线利用管理规划工作有关内容的介绍,宣传和探讨做好这项工作。     

黄河断流的思考

针对近几年黄河断流日益严峻的现实，认为加剧黄河流域水资源供需矛盾的主要原因有两个：一是需水量猛增，二是产水量减少。解决黄河断流要分三步走：①充分发挥市场机制的基础作用，提高水价，调控水需求，大力促进节约用水；③加快中游骨干工程建设，增加调蓄能力；建设南水北调工程，解决黄河水资源不足问题；③加大水土保持投资力度，持之以恒地开展水土保持工作，最终改变黄土高原的生态环境。     

黄河下游河岸横向变形数值模拟研究

通过在水流运动方程中增加弥散应力源项,考虑弯道二次流的影响,引入横向环流输沙对河床冲淤变化的影响,对悬移质不平衡输沙方程、推移质输沙方程及河床变形方程进行了修正.根据黄河的特点建立了模拟河岸侵蚀、崩塌的计算方法,应用所扩展的平面二维数学模型对黄河下游河道的横向变形及河势演变进行了数值模拟,结果表明该计算模型能较好地模拟河道横向变形.