渤海湾滨海平原河网地区降雨径流模拟

渤海湾滨海平原河网地区河道纵横交错,流态多样,降雨径流过程复杂。为准确模拟其降雨径流过程,在水文特征数据矢量化的基础上,将以二维非恒定浅水运动方程为控制方程的二维水动力模型与以河道汇流关系及水文方法为基础的一维河道拟序汇流模型相耦合,建立了适用于平原河网地区的降雨径流模型。经实测数据验证,模型可靠。研究表明,该模型可模拟计算渤海湾滨海平原2015年各时刻各处产流量、水位、流速及其变化过程;计算得出各河道的入水、出水水量及主要河流的入海水量,实现了对平原河网地区的降雨径流模拟。     

基于Landsat遥感技术的丘陵—平原混合地区流域水文模型在秦淮河流域的应用

平原感潮河网区水流计算复杂,边界条件需考虑入江口潮位的影响,同时流域内闸坝调度工况对水流运动状态影响显著,是区域防洪调度中亟需解决的问题之一。以秦淮河流域为例,利用Landsat遥感技术提取了流域下垫面因素,建立了丘陵—平原产汇流模型,考虑了秦淮河入江口的潮位关系和流域内水库、闸门的调度情况,利用河网水动力学模型模拟计算了流域内各重要节点的水位过程。结果表明,本文模型对较大暴雨洪水年份1991、2003、2007年洪水的模拟能力较好,主要断面最高水位模拟误差均控制在0.15m以内。     

河网数值模拟稳定性分析

分析了复杂河网水沙数值模拟中水流连续方程、运动方程、泥沙连续方程和河床变形方程的相容性、稳定性和收敛性.结果表明,各方程按Pressmainn格式离散后差分方程满足Leanderts收敛条件,建立的模型理论推导和分析严密可靠,并以概化的算例验证了阻力项的存在有利于计算稳定的结论.     

平原河网区最优化汇流单位线法及其应用

针对利用现有单位线方法模拟平原河网区汇流特性难以得到较好结果的问题,在传统单位线方法的基础上,根据平原河网区的实际特点,基于河网多边形和河道水位资料,提出了适用于平原区的单位线模型。通过对典型区域的平原区单位线进行率定和缩放,获得了适用于平原河网的平原区单位线,并利用太湖流域1998年和2000年的水文资料进行建模和验证。结果表明,平原河网区最优化汇流单位线法能基本消除太湖流域的洪峰(水位)滞时误差。     

平原河网区坡面汇流分布式单位线研究

针对平原河网区无明确汇流控制断面,无法采用传统方法直接率定汇流参数的问题,综合河网多边形和地貌单位线理论,采用坡面汇流计算中不同滞留时间的水流面积按比例分配的方法,获得了以汇流速度为唯一参数的平原河网区坡面汇流分布式单位线。结合太湖流域1998、2000年的水位资料对分布式单位线进行率定和验证,结果表明分布式单位线的水位计算过程与实测过程吻合,可运用于平原河网区计算。     

清远市滨江河口段堤线外移对北江河道行洪的影响

采用一维、二维水动力模型相结合的方法研究清远市滨江河口段局部堤线外移工程对河道行洪的影响,一维模型模拟较大范围河网的水动力特征,用于计算工程建设前后河道水位变化,并为二维模型提供边界条件,经验证模型精度较高;二维模型基于三角形网格的有限体积法,能细致模拟滨江河口流速和流向。结果表明,工程建设后滨江和北江在堤线外移工程附近河段水位、流速和流态均有所变化,水位壅高值在0.011m以内,流速最大变化值为0.409m/s,变化幅度均较小,且范围局限于工程附近,基本不会对河道行洪构成威胁。     

基于图论和网络流的河网连通性评价与模拟优化

河网水系连通关乎用水安全保障、水生态文明建设,是当前河湖水域综合整治的重要方面.为此,将河网水系抽象为由节点和边组成的无向图,以河道断面面积作为边权值来表征相邻节点对的过水能力,采用Boykov-Kolmogorov方法计算任意节点对之间的最大流作为两点之间的过水能力,基于河网节点度特征分析疏浚后节点对最大流和节点平均...     

一维—二维耦合的水库下游地区洪水演进数学模型及应用

针对水库下游地区河道洪水与漫堤洪水模拟需求,建立了一维—二维耦合的洪水演进数学模型。一维模型采用Pressimann格式离散求解,二维模型采用能够适应复杂几何形状和多种流态的Osher格式求解,一维—二维连接处采用堰流公式实现水流交互。应用该模型模拟白溪流域2015年"苏迪罗"台风实际洪水,可得到洪水在计算区域的演进过程和淹没情况。对比模拟结果与实际情况可知,该模型计算合理、准确,计算结果可为防汛部门防洪预案制定、防汛调度决策提供技术支撑。     

溃堤洪水数值模拟在变电站设计洪水中的应用

基于Abbott六点中心隐式差分格式的河道一维非恒定水流模型和平底宽顶堰堰流公式计算堤防渍口流量过程,构建了根据非结构网格的有限体积法离散的二维水动力模型,并模拟了堤国内洪水过程,计算了变电站站址处溃堤设计水位,采用水量平衡法验证了二维水动力模型的计算结果.实例结果表明,水动力模型可为堤国内变电站的设计提供可靠的技术支持,供借鉴.     

基于栅格的二维分布式超渗产流水文模型

针对自然流域地形地貌对地表径流滞留的影响,将流域坡面汇流概化为二维模式,采用二维运动波汇流模型计算坡面汇流,应用二维运动波隐式差分方法进行求解,结合DEM技术,基于考虑土壤水分再分配的Green-Ampt超渗产流模型,河道汇流采用一维运动波汇流,构建了基于栅格的Grid-GA-2D模型,并将其与Grid-GA及陕北模型...     

塔里木河流域乌斯满河段平面二维水沙数值模拟

由于新疆塔里木河流域乌斯满河段每年汛期泥沙含量及洪水流量均不相同,因此原型观测既耗时又耗力,针对该河段的泥沙特点,基于CCHE2D河流泥沙模型,对乌斯满河段汛期泥沙冲淤和河床变形问题进行二维数值模拟,首先在为期92d的汛期下对乌斯满河段泥沙形态进行数值模拟,提取W2断面泥沙形态计算结果与原型观测结果做比较从而率定泥沙参数;然后在后续28d的汛期,采用该模型对同河段进行数值模拟,得到W2和W5典型断面的水流水位、纵向水面线水位、河床泥沙淤积形态结果并与实测结果进行对比分析。结果表明,该模型计算的水流水位和河床冲淤形态与原型观测资料吻合较好,由此提取河床形变结果,通过模拟计算汛期河床冲淤深度及位置,可为该河段日后建立拦河枢纽工程及河道整治提供参考依据。     

感潮河道水位资料延展的智能算法

为了解决感潮河网地区水动力模型水位边界资料较短的问题,基于圣维南方程组定解问题分析,利用BP神经网络建立了缺资料地区短系列水位资料的智能延展模型。模型以邻近水文站水位作为输入,以缺资料地区水位作为输出,利用Levenberg-Marquardt算法对缺资料地区短系列水位资料进行学习,利用邻近水文站提供的长系列水位资料对缺资料区短系列水位资料进行延展。以某三叉感潮河道为例进行计算,结果表明,延展值与实际值的线性相关系数为0.944,相关性较好,达到工程应用的精度。该模型能够充分利用已有资料,获得足够的建立水动力模型所需的资料,以解决感潮河网地区建模边界资料较短的问题。     

基于一、二维耦合模型的某湿地公园水网规划与水力优化应用

湿地水网规划和设计需要考虑防洪排涝、生物栖息地构建及水资源调度等多个因素的协调,单一维度的数值模型难以解决河网、湖区及工程调度等多种模拟对象的尺度协调问题。针对某感潮河网区域生态湿地公园的规划设计,利用MIKE Flood软件,构建一、二维耦合水动力模型,就河网规模、堰顶高程控制、生物栖息地构建等目标开展计算分析,通过方案比选确定相关工程规模,并通过区域微地形调整对鱼类和禽类栖息地水动力条件进行优化,使其满足生境构建要求。该结果不仅为相关设计单位提供了工作思路,所采用的建模方法和参数选取也可为类似项目参考。     

平原河网区闸控河段入河排污口水环境影响分析及优化调度方案研究

受闸控影响,平原河网地区闸控河段水体流向不定,入河排污口排水不仅会对下游水体产生影响,也会一定程度地影响闸前乃至上游关联水体的水质.为此,选取苏南地区张家港市走马塘上某新建入河排污口为例,利用一维河网水量水质模型分别模拟拟建入河排污口尾水排放在张家港枢纽立交地涵现状运行工况和优化控制工况下对上游河网地区保护目标的水环境...     

基于数据驱动的河网非恒定流程序设计研究

基于河网水流特性,建立了面向对象的通用河网非恒定流模型,根据模型数据驱动运行机制的要求,从关系数据模型的角度对河网模型中各种类型的数据设计相应的数据模式,使不同的计算模型共享相同的实测数据,并结合开源的GIS软件对可视化的计算程序进行分层设计。在长江下游大通至镇江段的应用结果表明,该程序能实现多方案比较,具有一定的实用性、通用性。     

典型平原河网区突发性水污染预警

针对平原河网区突发性水污染事故的危害性,构建包含事故模拟模型和预警模型的突发性水污染快速预警体系。事故模拟模型由一维水动力水质模型和保守物质水质模型耦合而成,模拟污染物运移变化过程;事故预警模型基于模拟模型输出结果,综合四个预警指标量化污染事故产生的危害性影响。以宜兴河网为例,设置三种不同源强的情景方案,应用所建立的快速预警体系对各方案进行比较分析,结果表明,污染源排放强度与定量指标最大水质超标倍数正相关,与事故响应时间负相关;目标断面与事故源的距离和最大水质超标倍数负相关,与事故响应时间正相关;整体上源强越大或者目标断面距离事故源越近,预警级别越高。研究成果可为平原河网区水污染事故预警提供参考。     

平原河网地区的汇流模型研究

针对平原河网地区汇流模拟困难且成果难以校验的特点,提出一种与平原河网非恒定流计算模型相耦合的汇流模型。模型提出概化单元的概念,并通过水量平衡方程和水动力方程加以数学表达。实例验证结果表明,该模型能有效模拟田间径流与骨干河网相互影响的实际情况。