黄河水库－维泥沙数学模型的初步研究

根据黄河中下游的水沙特点和水库泥沙的冲淤规律，建立了黄河水库－维泥沙冲淤数学模型。模型在动床阻力、水流挟沙力、冲淤量的横向分配以及水流、泥沙控制方程的离散、求解等方面进行了探讨，用三门峡水库漳关以下库区１９７４～１９８８年的实测水沙系列对模型进行了验证计算，结果表明，模型在冲淤总量、冲淤过程以及纵向冲淤分布等方面计算值与实测值均符合良好。应用模型计算三门峡水库在四种不同运用方案下库区的冲淤情况，计算结果基本合理。     

黄河水库一维泥沙数学模型的初步研究

根据黄河中下游的水沙特点和水库泥沙的冲淤规律，建立了黄河水库一维泥沙冲淤数学模型。模型在动床阻力，水流挟沙力，冲淤量的横向分配以及水流，泥沙控制方程的离散，求解等方面进行了探讨，用三门峡水库潼关以下库区１９７４－１９８８年的实测水沙系列对模型进行了验证计算，结果表明，模型在冲淤总量，冲淤过程以及纵向冲淤分布等方面计算值与实测值均符合良好，应用模型计算三门峡水库在四种不同运用方案下库区的冲淤情况，计     

岛群海域环境下泥沙运动及地形冲淤变化数值模拟研究

建立波浪、潮流共同作用下泥沙运动及地形冲淤积变化数学模型,并根据2007年4月份实测水文泥沙资料对模型进行了验证,验证表明,潮位、垂线流速、流向及含沙量过程的计算值与实测值吻合良好;波浪、潮流共同作用下悬沙引起的冲淤变化与实测冲淤分布趋势基本一致,较好地复演了洋山港工程建设后海域流场、含沙量场和地形变化.运用该模型对洋山深水港西港区工程方案进行了数学模型研究,研究表明,汊道方案实施后,由于颗珠山汉道的存在,使得通道内水流向北偏移,使得通道北侧西部流速较工程前流速有所增加,使西港区地形基本保持冲淤平衡略有冲刷;颗珠山汊道的存在,能够继续保持目前通道南侧淤积,北部刷深的格局,对西部港区的建设是有利的.     

尾闾河道及海域整体冲淤数学模型研究

针对黄河下游水少沙多和河口淤积延伸速度快的特点,本文建立了一套包括一维河道和二维海域、适用于多沙河口的整体泥沙冲淤数学模型。模型建立在高含沙的不平衡输沙理论上,采用动边界和动床阻力技术,模型可同时考虑径流、潮流及波浪等多种动力因素共同作用,可用于尾闾河道冲淤、河口泥沙输移扩散和河口演变计算。本文 应用二维模型计算了整个渤海的潮汐过程,得到几个主要分潮的同潮图,计算与实测值符合良好。用1983年汛后至1996年汛前艾山-口门河道地形资料、1996年6～10月和1996年10月～2000年10月的海区地形资料对一、二维连接模型进行了验证。计算结果给出的黄河下游河道的淤积延伸过程、河道水位、河道及海区冲淤量和流路河长延伸等均与实测值基本一致,证实了模型的可靠性。     

高栏港回淤计算数学模型研究

根据高栏港潮流泥沙运动特性及水下地形的变化特点,建立了平面二维动边界潮流泥沙数学模型,对高栏港区港池、航道进行了回淤计算。并在模型中考虑了波浪对水流挟沙能力的影响。计算结果表明,模型能较好地模拟河口潮流泥沙运动及河床变形情况,水沙运动、冲淤验证成果基本能达到规范要求的精度。     

某市区河段泥沙物理模型试验的设计与验证

本文对某城区河段的泥沙物理模型试验进行了设计和验证.利用动床变态模型,根据河床质泥沙和悬移质来沙的特点,采用不同容重模型沙对其进行了模拟.依据不同年份实测河道冲淤断面资料及水沙(汛期、非汛期)资料进行了模型河床冲淤地形验证.     

二维水沙模型在深圳港铜鼓航道选线研究中的应用

采用边界拟合坐标系下的水流基本方程和泥沙连续方程及河床变形方程,建立二维动边界非恒定水流泥沙数学模型。根据研究水域的泥沙特点及冲淤特性,分别处理冲淤系数,提出了实用的挟沙能力公式,并辅之于动边界技术,增强了模型的适应性和灵活性。以深圳港铜鼓航道选线研究为例,对模型进行了验证及航道开挖回淤计算。结果表明,模型能较好地模拟河口水流泥沙运动及河床变形情况,且计算稳定性好,速度快,精度较高。水流、泥沙运动、冲淤验证成果基本能达到规范要求的精度。     

分水曲面法水库干支流划分及库容计算方法

为提高水库库容及泥沙冲淤量的计算精度,满足水库调度和工程管理的需要,针对以往多支流水库在划分汇流区干支流区域时存在的物理概念不明确、计算精度较低等问题,在大量原型观测数据分析的基础上,提出了分水曲面法的干支流区域划分的概念和作业方法,实现了在三维环境中对水库干支流区域的划分。小浪底水库应用结果表明:该方法空间概念清晰,能够真实反映库区冲淤变化和水位变化对汇流区库容的影响,大大提高水库库容和泥沙冲淤量的计算精度。同时,为水库调度和水库泥沙运动规律研究提供了直观的地形边界条件和数字高程模型。     

荆江河段河道冲淤变化及影响分析

根据荆江河段10次长程水道地形观测资料,采用"断面地形法"(切割断面计算河道冲淤量)进行了荆江河段河床冲淤变化计算与分析.结合典型断面变化对冲淤计算成果的合理性作了比较分析.同时对荆江河段河道冲淤变化对河道高水位影响进行了探讨性分析,河道水力因素调整、洞庭湖的顶托作用增强、三口分流分沙比减少、分蓄洪水面积的减少是出现高洪水位的主要原因,而河段泥沙淤积只是其中一个次要因素.     

东营市滨海防潮堤潮流泥沙模型试验研究

本文通过分析拟建东营市滨海生态城防潮堤工程附近水域的自然条件,掌握了工程海域水动力及泥沙运动特点和海床冲淤演变特征,在此基础上使用二维潮流泥沙数学模型对工程实施前后的潮流场、泥沙场、地形冲淤变化开展了数值模拟工作,计算了工程区域泥沙年冲淤情况,为防潮堤建设设计方案的确定提供参考依据。     

二维动边界潮流输沙及河床变形计算

应用不平衡输沙原理,水流方程、泥沙方程均采用ADI法处理,并应用连续动边界技术,建立了二维冲淤计算模型.计算域为非天然的变动水域,滩地上有引潮沟、进排水渠、泵房、挡潮闸及挡墙等水工建筑物,地形复杂,滩槽差大.计算结果同物理模型试验结果进行了详尽的对比、验证,特别是有详尽的含沙量过程的验证和冲淤的定量验证,其结果令人满意.     

基于GIS的黄河内蒙古段冰下河床三维可视化方法与应用

为了揭示冰封期黄河河床的演变过程,基于地理信息系统(GIS)技术,研究了黄河内蒙古段冰下河床三维可视化分析方法。根据野外测量结果进行了河道地形剖析,绘制了河床地形等值线图、矢量地形图及弯道典型断面;在可视化过程中,绘制了冰封期和畅流期河床的三维表面图及地貌晕渲图,并对冰封期和畅流期河床冲淤变迁做了定量计算,对冰盖流和明渠流两种条件下的河床空间进行了对比分析。结果表明:运用GIS技术可以实现河床表面的三维建模和不同时期河床冲淤变化的定量计算,及时反映出河道变迁过程,准确计算河床冲淤量,阐释冰封期泥沙与水流运动相互作用的机理。     

西塞山电厂取水口河段河床冲淤研究

电厂取水口布置和正常运用受到所在河段河床冲淤变化的直接影响.对西塞山电厂二期工程取水口河段近期冲淤进行了分析,并讨论了取水口局部河床冲淤变化可能对工程带来的影响.结果表明:取水口河段近几十年来河床冲淤交替,无明显单向变化.回流区内虽有一定的冲淤变化,但在多数情况下不会给电厂取水设施造成影响,近岸取水基本可行.但为避免极少数年份回流区泥沙淤积较大,建议取水口进水底槛高程适当上提,同时将取水口平面位置向江心外移.     

一维数学模型在堤前滩面短期演变计算中的应用

采用波浪上涌区的输沙率计算公式和波浪浅化区及破波带内的泥沙输沙率计算公式,建立波浪作用下海滩横向冲淤演变的一维数学模型,用以模拟风浪引起的床沙短期运动及滩面的冲淤空间变化。将该模型应用于杭州湾某海防工程堤前滩面的冲淤演变计算,模拟了某次台风期间堤前滩面的冲淤变化,并与实测资料进行比较。模拟结果表明该模型对于台风期间堤前滩面的冲淤变化可以给出合理的模拟结果,冲淤部位及冲淤量均达到一定的工程精度要求,且该数学模型数值求解简单易行,计算效率较高。     

基于断面地形法和网格地形法的河道冲淤计算分析

河道的冲淤量及其分布是相关工程规划设计和防洪决策的基本依据,在生产实践中,冲淤计算一般是采用断面地形法。随着GIS技术的发展,三维表面的建模和表面分析已逐渐成熟,为推广网格地形法计算河槽冲淤量创造了条件。该文通过对比断面地形法、网格地形法两种方法计算的河道冲淤量,分析其误差来源及解决方法,评估其方法的适宜性和可靠性,得出GIS支持下的网格地形法计算河道冲淤可视化强,提高了效率和精度。     

黄河口输沙及冲淤变形计算研究

建立了河口的二维动边界冲计算模型，为黄河口的规划设计提供依据，对其冲淤规律进行了计算研究。探讨了入海水沙与潮流、风吹流相互作用下的冲淤规律以及絮凝的影响，进而根据多沙河口的水沙特点及冲淤变化规律，以此模型为基础，通过系列累积的办法，对黄河口进行了较长时期的冲淤计算，力求反映河口淤积－－延伸－－摆动的动态变化，用实测的冲淤地形对计算结果进行了验证，大致相符。又实际计算了几种河口的规划方案，供规划设计部门参考。     

桩群局部冲淤特性试验研究

通过在宽长水槽中进行的不同排列桩群在不同流速、不同水深的单向恒定均匀流作用下的动床冲淤对比试验研究,经比较分析试验后水槽地形变化的数据资料发现：桩群局部冲淤非常复杂,桩群的存在极大地改变了原有的水沙运动状态,加剧了桩群所在底床泥沙的冲淤,桩群对其所在底床冲淤影响特性不能只用桩群阻力简单解释,而与桩柱排列形式关系最为密切,影响也最大;水流流速及水深的影响实际是通过桩群对流场的改变来实现的。     

柘林水库下游河道平面二维泥沙数学模型及其应用

对水库下游河床泥沙冲淤变化数值模拟研究已有很多报道，但对水库溢洪道下游具有天然覆盖层河道因未泄过洪水没有实测资料供模型验证，且覆盖层分层较明显和表层覆盖层具有粘性作用等，目前有关这方面研究成果报道较少。本文建立了正交曲线坐标系下平面二维泥沙数学模型，并应用于柘林水库下游河床泥沙冲淤变化计算，同时对计算中的有关参数选择进行了详细地分析，结果可供部门参考。     

风暴对长江河口北槽冲淤影响的数值模拟--以"杰拉华"台风为例

台风产生大浪及增水常常侵蚀岸滩,掀动底部泥沙,使水体含沙量剧增;部分泥沙在水流作用下进入航槽并在那里落淤,严重时会影响航槽航运安全,因而定量地预测台风对航槽冲淤可能造成的影响非常重要。本文以“杰拉华”台风为例,提出计算风暴引起长江口北槽航槽冲淤变化的模型与方法,并讨论若“杰拉华”台风适逢天文大潮或大洪水时对长江口北槽冲淤变化的影响。     

基于CCHE模型的石门子渠首弯道水沙数值模拟

采用CCHE 2D软件中的k-ε闭合紊流模型,对大西沟石门子渠首人工弯道段进行二维水沙数值模拟研究,得到弯道水位横比降、典型断面泥沙冲淤形态、泥沙的横向输移现象以及泥沙冲淤后的河床变形,并将断面泥沙冲淤形态与物理模型试验数据进行对比,二者吻合较好,并且符合弯道凹岸冲刷,凸岸淤积的机理。通过对比分析可知,CCHE2D软件在用于模拟弯道水沙运动时,可充分展现弯道环流作用下的泥沙冲淤效果,但对于横断面环流作用下的流速矢量分布及水沙变化过程还需借助三维软件。