河道糙率问题研究进展

河道糙率是洪水水力计算的重要灵敏参数,糙率的确定是数值计算的关键.糙率受众多因素影响,其值很难准确求得,基本的查表法和公式法得出的值并不能满足水力计算的要求,因此进行糙率参数的反问题及糙率修正方法的研究很有必要.为此,总结了糙率确定的基本方法及其新进展,分析了糙率修正领域的主要研究成果,并提出了未来河道糙率研究的主要问题及注意事项.     

基于模拟-优化的河道水流模型参数动态反演研究

为了探讨河道水流模拟糙率参数反问题求解的新方法,引入改进狼群算法,采用该算法对4个非线性测试函数进行仿真计算,结果表明,此算法在搜索效率和求解精度方面均优于基本狼群算法和混合加速遗传算法。在此基础上,从对水流运动非线性系统实现控制的角度出发,在时段尺度上将改进狼群算法与河道水流模拟进行耦合,给出了反演算法设计及求解步骤,实现了河道水流计算与糙率反演识别的动态联解。长江清溪场至万县段洪水演进计算表明,糙率变化符合长江涨落水期随水位变化的客观规律,反演计算与实测水位拟合精度较已有研究得到进一步提升,验证了改进狼群算法反演糙率参数的可行性和有效性。     

复合形法求解大型河网的糙率参数

大型河网的水力计算,在糙率参数的率定时,通常采用手工调试的方法,工作量巨大且带有较大的随机性。根据糙率的物理意义,从反问题的角度,利用复合形法求解河网糙率参数。将该方法应用于宁波市鄞东南平原河网,大大节省了工作量,有效地克服了手工调试的缺陷。     

黄河河口段河道糙率计算方法

为了克服固定糙率法低估小流量水位的缺点,基于黄河口利津站糙率—流速实测资料,回归分析得出了糙率(曼宁系数)计算公式及河道参数a的计算式。通过一维数学模型模拟发现,在枯水期、非枯水期参数a值分别采用枯水期参数a的平均值、全年平均值时,得出的动态糙率可较好地模拟小流量和大流量水位。参数a与主槽内嫩滩附近地形有较密切的对应关系,可采用在嫩滩上、下附近取特征水位,进而计算其对应的水力半径、比降的方法来估算非枯水期、枯水期的参数a值。利津—口门床面形态在较大流量时多为动平整,对应的糙率较小,在糙率变化区间的下界0.01附近变化;流量较小时床面形态多为沙垄,对应的糙率较大,糙率在接近其上界0.035附近变化。在黄河口河道,影响糙率的主要因素是流速和河道水力半径,床沙粒径对糙率影响较小。     

斑状糙率在多桥渡河道简化水力 计算中的应用

针对多斜交桥渡对河道水力计算的局部影响，提出了一种简便的综合糙率赋值方法——斑状糙率法。并结合河道二维水流数值模拟和工程实例计算，验证了此方法的可行性和计算网格不需局部加密的优越性，并在实际的水力数值计算中得以简化，为多斜交桥渡河道防洪设计提供了一种快捷的评价方法。     

复杂河网的水力计算及参数反问题

复杂河网的水力计算,在糙率参数的率定时,通常采用手工调试的方法,工作量巨大且带有较大的任意性。本文根据糙率的物理意义,从反问题的角度,将河网参数问题提为参数反问题,并用复合形法求解,将该方法运用于江苏南通河网,能节省工作量,有效地克服了手工调试的缺陷。     

潮汐河段糙率n的计算分析

针对平原河道糙率计算方法,探讨受潮汐影响的宽浅河段糙率计算。以长江河口段为例,分析潮周期内流量变化过程以及流速沿水深分布特征,选取落潮稳定时段,利用流速垂线分布特征及Einsten断面综合糙率计算方法计算河道糙率。利用明渠非恒定流圣维南方程,推算涨落潮历时过程中计算河段逐时河道糙率n,分析非恒定流量变化d Q/dt对糙率影响,反映了潮汐河段河道糙率变化特征,分析其落潮过程中,随水位降落洲滩水深植被等影响下河道糙率的变化情况,采用落潮稳定期天然实测资料,进行代表性断面测点垂线流速分布特征,综合糙率计算法和河道水力计算推求糙率法,分析确定河道糙率。     

水文测站糙率率定与分析探讨

河道糙率是水文计算中一个非常重要的参数,利用水文测站的糙率—水位关系曲线,可以采用比降面积法计算流量,保证及时报汛。介绍了河道糙率的概念和影响因素,阐述了糙率的推求方法,并以兰村水文站为例介绍了利用水位—糙率曲线计算河道流量的方法,由于其重要的实用价值,建议在全省测站推广应用。     

冰期河道糙率分析和计算方法研究现状的评述

本文对现有冰期河道糙率分析和计算方法的研究现状进行了综述，包括冰期河道阻力的组成；河道综合糙率，冰盖糙率，冰盖糙率和床面糙率间的关系；冰期河道综合糙率的各种计算方法以及冰盖糙率和床面糙率的计算方法，本文还用计算例对各种综合糙率计算方法进行了比较，并对产期糙率研究的问题和我国北方河流冰期观测等问题进行了讨论。     

河道糙率和桥墩壅水对宽浅河道行洪能力影响的研究

为研究宽浅型河道糙率和桥墩壅水对行洪能力的影响,本研究采用了物理模型试验、数值模拟和经验公式方法分别模拟其水力特性并进行比较分析。通过物理模型试验给出了河道糙率的模拟方法,分别采用4种材料模拟河道护坡:无植被、稀疏植被、稀疏植被中间种植灌木和密集植被。其中,糙率最大的密集植被和糙率最小的无植被护坡条件下各断面水位差均值为0.03 m。结果表明:对于宽浅河道,护坡糙率较大范围的变化对河道行洪能力影响不显著。复杂边界条件和水力条件下桥墩壅水模拟结果表明:二维数学模型比经验公式和一维数学模型能较真实地反映河道边界条件、桥梁长度、桥墩形状对桥墩壅水高度的影响,模拟结果同物理模型试验值较为接近。本研究为宽浅河道安全行洪中糙率评估和桥墩壅水计算提供可靠的参数和依据。     

天然河道糙率确定方法探讨

介绍了天然河道糙率的涵义和影响因素,根据糙率特性,在用实测资料反求糙率精度分析的基础上,提出天然河道在用比降面积法抢测超标洪水时可用曼宁公式来反求糙率。指出水深对糙率的影响及确定糙率关系的基本原则,可为同类河道推求糙率方法提供参考。     

基于量子行为粒子群优化算法的河道糙率反演

糙率是河道水动力模型的重要参数,在模型中敏感性高,但其在实际工作中难以准确测定。量子行为粒子群算法(QPSO)是粒子群算法的发展,相对于粒子群算法,在全局收敛和收敛率上有很大提高。将量子行为粒子群优化算法与一维河道水动力模型耦合,建立河道糙率反演模型,并在淮河干流蚌埠到花园咀河段进行了模拟,取得了较好的效果。与其他糙率反演算法相比,该算法具有理论简单、参数少、易于编程实现、通用性强等优点。     

含植物河道曼宁阻力系数的研究

含植物河道的水流阻力不仅仅来源于边壁,传统的曼宁公式不能够直接用来计算这种河道的糙率。本文基于水流阻力等效原则,首次提出了一系列等效水力参数的概念,建立了等效综合曼宁糙率系数和等效植物附加曼宁系数的计算公式,并给出了能否使用水深代替水力半径的判别参数。使用刚性圆柱棒进行水槽试验,对植物在非淹没和淹没条件下的曼宁系数进行了计算和比较。试验结果验证了理论分析提出的关于判别参数的结论,并且表明使用水深计算的糙率在植物非淹没条件下可以用来表示植物引起的附加阻力。本文提出的等效综合曼宁糙率系数计算公式包含了植物的物理特性,因此具有普遍的应用价值,可以用来进行实际工程中糙率的计算。     

遗传算法在河网糙率参数反演中的应用

确定糙率参数是河网水流数值模拟的关键问题.该文基于与河网水动力学模型耦合的遗传算法建立了河网糙率参数优化反演模型,并应用于韩江三角洲河网的糙率参数反演中.结果表明,遗传算法在河网糙率参数的反演中是可行的,且具有精度高、收敛快和易于计算机实现的优点,有效地克服了试错法和传统优化反演方法的缺陷.     

一种天然河道水面线概化计算方法

从河道水面线计算求解过程中水力半径和糙率引发的问题出发,提出了一种新的概化河道断面方法,并对该方法进行了实例验证。验证结果表明该方法满足水文分析计算要求,计算结果合理可信。     

三峡库区重庆段一维水流模型糙率修正分析

为寻求河道水流一维数值模拟计算中关键参数“糙率”的确定方法,采用MIKE11一维水动力模型模拟了三峡库区重庆段(寸滩至长寿)37个断面的水位流量变化。首先用经验的方法确定模拟计算的初步糙率;然后以天然河道上、下游某断面流量作为边界进行模拟计算;再将得到的各断面的模拟水位值代入各测量断面,得到此断面的过水面积、水力半径和流量模数;最后将通过规范公式计算的糙率代入一维水流模型中进行计算,从而得到修正的糙率。结果表明：该方法能够有效提高模拟的精度,减小糙率对模拟结果的影响,对我国其他大江大河的水流数值模拟研究具有重要的参考和应用价值。     

比降面积测流法在清水河洪峰流量中的应用

由清水河实测洪峰流量反推求糙率,并以水力坡度为参数建立平均水深-糙率关系线,利用水深-糙率关系线查得的糙率用比降面积测流法对清水河洪峰流量进行了分析,能够满足流量测验精度的要求,具有一定的实用价值。     

复式河道整治设计中综合糙率研究

综合糙率是复式河道水力学计算的重要参数。文章对比了目前常用的几个综合糙率计算方法,并利用二维水动力模型进行验证。计算结果表明,由于河道综合糙率的计算方法基本为经验公式,每种方法都是基于一定的假设提出来的,而这些假定均非普适性,所以各方法计算的综合糙率差别较大。在实际应用中设计人员应根据具体情况选择计算方法。     

长江南津关至太平溪河段天然糙率的分析

在河道水力计算中,糙率的确定是个复杂问题。它不仅与周界组成、断面形态等因素有关,对冲积河流而言,还随水力因子等而异,而这些因素在不同程度上又是河流泥沙力学尚未完全解决的问题,这更显示了糙率问题的复杂性。天然河道的糙率一般是由多糙率单元综合而成的,鉴于当前的水平,在计算中要概括全部糙率单元有相当大的困难。经验表明,若能抓住其中的主要部分,亦能得到与原体相近的结果。长江三峡南津关至太平溪河段,由峡谷段与非峡谷段交替组成,河流迂迥曲折,两     

新沂河沭东段糙率测验及其成果分析

河道糙率是河道工程水力计算的重要技术参数。新沂河作为平地筑堤束水漫滩行洪的宽浅河道，在江苏具有一定的代表性，对其糙率研究的意义更显重要。江苏省水文水资源勘测局曾多次组织在新沂河沭阳水文站（43K）以下河段（简称沭东段）开展糙率测验，2003年应用ADCP测流技术，快速、准确地搜集到了较为全面完整的实测资料，为进一步分析研究提供了良好的技术条件。