含植物河道等效床面阻力试验研究

植物广泛存在于滩地和河槽中,可有效改善水环境,但同时也增加了水流阻力。通常采用不同材料的棍状物或仿生植物模拟实际植物进行试验研究,将植物阻力附加于床面上与原床面阻力一起构成等效床面阻力,因模拟实际植物的不相似导致含植物河道等效床面阻力的研究不够完善。本文提出了对实际植物分区施加实际流速条件进行试验的思路,即按河道现场调研的植物密度布置,沿横向和垂向对河道横断面分区,对实际植物区域施加实际流速条件,试验研究分区水体中的植物阻力,最后换算得到表征等效床面阻力的等效床面糙率。以独流减河上游河道为对象,选用乔木、灌木和芦苇三种典型植物,考虑河道横断面不同分区的流速条件进行了试验,结果表明,当遭遇100年一遇洪水时,乔木种植区域的等效床面糙率为0.060～0.066,灌木种植区域的等效床面糙率为0.083～0.099,芦苇种植区域的等效床面糙率为0.698～0.989。研究成果可为防洪计算和水环境治理提供理论支持。     

淮河干流正阳关至峡山口段 河道整治研究

通过分析淮河干流形态、水沙时空分布、冲淤变化等基本特性,开展了河工模型试验研究和二维水动力数值计算,采用2003、2005、2007年实测洪水资料对模型进行率定与验证,模拟值与实测资料吻合较好,为河道整治提供了研究思路。利用模型对河道整治方案进行了效果分析,对行洪区调度方案进行了优化。     

海洋、海岸与河口泥沙运动研究综述

综述了海洋、海岸与河口泥沙运动的基本理论与研究成果,主要内容包括流体力学理论基础、泥沙特性分析、泥沙运动理论基础、床面形态特性、海岸泥沙运动及河口泥沙运动等。     

基于MIKE21的信江八字嘴顺直分汊河道水动力特性及河床演变分析

为阐明信江八字嘴航运段分汊河道岸堤水力特征及河床演变趋势,利用MIKE21水动力模块构建研究水域二维数学模型,并运用梅港站水文数据对模型进行率定和精度验证。在此基础上,开展信江顺直分汊河道不同水文时期的水动力特性分析,阐明分汊河道各段的发育演变趋势。计算结果表明：左汊是主要的过水汊道,该分汊河道的分流比随着流量的增大而下降。流速呈不规则分布,区域间流速变化显著,分流段左汊出现主流,收窄处出现最大流速,水位从分流区到汇流区均匀下降。河势发育演变整体稳定性较好,河道发育演变主要体现在分汊河道中河床冲淤的局部变化。所建模型能有效模拟分汊河道分流比及水位变化情况,可为河道安全防护及通航稳定研究提供科学依据。     

大伙房水库不良地段围岩变形特征与加固研究

大伙房水库输水工程27+500 m不良地段是该输水线路的控制性工程,工程地质条件复杂.结合该段工程的特性,利用现代软件和现场测试参数,建立三维数值模型,开展相关模拟分析十分必要.计算了围岩的应力场和位移场,得出该区域围岩变形特征,分析围岩的稳定性,提出可靠的加固措施.对大型隧道工程的设计、施工及安全防护具有重要的指导意...     

河道形态特征的随机分形模拟

应用随机分形理论中的一维和二维RMD模型,在给定平面区域上生成了不同分形维数、粗糙程度及分辨率的河道剖面轮廓及床面形态。结果表明:不同分形维数的河道剖面轮廓或床面形态具有相似的微观粗糙结构,且随着分形维数的增大,结构复杂程度提高,粗糙度的峰谷位置不变,但各点的幅值将发生不同程度的变化。     

湖泊水动力特征与数值实验模拟研究综述

回顾了国外湖泊水动力数值模拟研究的主要成果 ,以及国内关于流场、定振波和波浪研究等方面的主要成果 ,指出湖泊水动力学的主要发展趋势为湖泊水动力模型与大气边界层模型、物质传输模型的耦合 ,建立全面、系统、适用性更强的数值模型。最后提出 ,应将湖泊水动力学与大气动力学、现代沉积学、生态环境动力学结合起来 ,以使我国湖泊学的研究得到进一步的发展     

河口、海岸的水波数值模拟

综合分析了河口、海岸中水波的数值模拟内容,介绍了几种典型的水波数学模型、数值技术、软件系统及其在河口、海岸中水波的数值模拟的应用实例。     

弯曲河道对水流流态影响数值模拟

蜿蜒型河流是冲积平原常见的河型之一。针对具体河流的特定自然条件,需要对不同河道形态下的河道特性做出预测,以便选择和调整相应方案。采用集水动力模块、泥沙输运模块、污染物运移模块和水质预测模块为一体的环境流体动力学模型,利用计算机进行数值模拟,对京郊某弯曲河道3种河道形态在50年一遇洪水过程下进行数值模拟,在此基础上对3种工况下河道的水流特性进行分析,发现工况一弯道处凸岸流速先增加后减小,凹岸流速先减小后增大,凹岸水位明显高于凸岸水位;工况二两岸流速分布较为对称,叉道起到分洪滞洪作用;工况三两岸水流摆动现象不如工况一明显,衬砌工程量较小,并提出相应河道保护措施。     

大龙潭拱坝变形稳定性分析

采用三维有限元方法对大龙潭拱坝进行数值模拟,使用数值模拟和观测资料相结合的综合分析方法对大龙潭拱坝在多种荷载组合下的坝体变形进行了计算分析.分析结果表明,数值模拟和观测结果非常吻合;此外,还用点安全系数法对坝体稳定性进行了分析.坝体变形与应力及变形均符合有限元计算的一般规律,坝体最大位移和应力均在允许的范围内.     

基于MIKE 11 HD水动力模型的复杂河道水利计算

本文应用MIKE11软件HD水动力模型,在河道无实测水位资料,且河道出口处存在两处水闸分流,同时下游某江干流对该河道水位有明显顶托作用,且拟加固河道阻水建筑物较多的情况下,实现了该河道的水利计算,为水闸拓宽和该河道堤防加固提供了计算依据。     

水流动力轴线摆幅与弯曲河道曲率关系研究

丹江口及三峡水库运用后,坝下游急弯河段普遍出现了不同程度的切滩撇弯现象,以往研究表明弯曲河道的切滩撇弯是由于水流弯曲半径与河道曲率半径的不相适应所致,水流动力轴线摆动是发生切滩撇弯的基本原因之一,水流动力轴线摆动是水流动力因素与边界条件共同作用的结果。以往研究主要集中于水流动力因素变化对水流动力轴线摆动的影响,然而围绕水流动力因素与边界条件共同作用对水流动力轴线摆动幅度的影响研究较少。以三峡水库下游荆江典型弯曲河段调关-莱家铺河段为例,采用二维水流数学模型模拟了不同流量级条件下本河段的流场分布,绘制了6种流量级条件下的水流动力轴线,选取了多个不同曲率的典型断面,对比各个断面在不同流量级下水流动力轴线的摆动幅度,分析了河道曲率变化对水流动力轴线摆动幅度的影响。结果表明:水流条件的改变是导致水流动力轴线摆动的主要因素,随着流量的增大,水流动力轴线的摆幅逐渐增大,顶冲点位置向下移动,河道的曲率大小影响水流动力轴线摆动对流量改变的响应,河段的曲率越大,这种响应越快,向凸岸侧产生的摆动幅度越大。结合数值模拟结果可以看出,在小流量作用下,水流动力轴线与深泓线基本一致,大流量作用下,水流动力轴线在弯曲河段大曲率处靠近凸岸,与实际发生的冲淤情况一致,这会导致弯曲河段大曲率处容易出现撇弯切滩现象。本次研究可为进一步深入研究三峡水库下游弯曲河道的演变规律提供参考。     

城市行洪河道桥群阻水叠加效应量化研究

针对城市行洪河道桥梁群形成的叠加阻水效应问题,以南京市重要行洪通道秦淮河为例,考虑桥墩不过水边界等因素,建立了秦淮河涉水桥梁群的平面二维水流数学模型,对桥群阻水叠加效应进行量化分析。分析结果表明,河道上游水流受桥梁群阻水影响,水位壅高较为明显,壅水高度随桥墩数量的增加而增大。基于计算结果,推导出了桥梁群壅水高度计算公式,并通过滁河六合城区段桥群壅水叠加影响进行了验证,验证结果良好。同时,给出了桥墩在河道两侧及河道中心的位置影响系数值,阐明了桥群壅水叠加机理;所建立的壅水叠加公式较好地反映了河道桥群的阻水叠加效应,为城市河道桥群壅水叠加影响的量化分析研究提供了科学依据。     

中国河口海岸风暴潮及海洋动力三维数值预报模型(CHINACOAST)研究Ⅰ:模型结构与设置

以POM为基础,采用Semi-prognostic方法对POM动量方程的压力项进行修正,以减少模型运行过程中的漂移问题;采用三重双向嵌套技术,在中国的河口及沿海建立了三重嵌套的风暴潮及三维海流、温盐数值预报模型CHINACOAST.对三雏内模态基本方程、初边值条件、模型驱动力,特别是多河流入海的淡水径流和温盐边界设定、模型求解方法以及模型参数设置等作了较为详细的介绍.     

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.     

大沽河河道渗漏对洪水演进的影响研究

在大沽河流域自然地理和地质条件调查的基础上，建立沿程渗漏条 件下的大沽河洪水演进一维河网模型，采用2003年大沽河调水试验期间的实测数据进行参数率定，并分析河道渗漏对洪水演进的影响作用。结果表明：渗漏系数的变化对行洪期间的 河床渗漏量影响很大，河床渗漏量与渗漏系数呈线性递增的关系。另外，当渗漏系数由3.7×10^-7s^-1增加到18.5×10^-7s^-1、37.0×10^-7s^-1、55.5×10^-7s^-1时，洪水锋面从起点(产芝水库)到达江家庄断面所需 时间大约分别延迟0.8h、1.6h、2.4h。     

基于水动力模型的城市河道堤防安全评估方法研究

针对文献中评估方法指标精度过小的问题,设计一种安全评估方法.采用水动力耦合城市河道流量,控制指标精度,计算河道堤防汇流,综合指标的专家范数数值,构建安全评估方法.随机选定一处城市河道作为实验对象,设定测试点后,分别使用文献[2]、文献[6]中评估方法与文中评估方法进行实验.结果表明,文中设计安全评估方法指标精度数值最大...     

MIKE11软件在老窝河河道整治工程中的应用

简要介绍了MIKE11软件水动力学模型,并使用该模型对山区河道整治工程设计水面线进行复核计算。其计算结果表明,MIKE11软件能较好地适应山区河道水面线推求,计算成果精度高,同时对工程优化设计具有较好的应用价值。     

渐变溃口下的河道溃堤分流数值模拟计算

随着数值模拟方法的不断深入发展,建立一维水动力模型对河道进行数值模拟,可以得到良好的计算效果。将渐溃堤坝与一维模型进行耦联,形成了河道溃堤分流模型。对于单一河道非恒定流水力模型,采用Preissmann四点隐式差分格式进行离散,溃堤按逐渐溃决计算,将堤坝溃口模拟为梯形,溃决过程中溃口随时间线性增大。将建立的河道溃堤分流模型应用于宁夏西干渠,对西干渠银川段堤防溃决开展数值模拟,结果显示:模型具有较强的适用性,并能够很好地处理河道堤坝溃决的计算,可以为防汛抗旱工作提供数据支撑。     

天然河道湍浮力流动的数值模拟Ⅱ:数学模型及其在冷却水工程中的应用实例

本文是作者对天然河道湍浮力流动问题三维数值模拟研究成果的第二部分；这一部分对株洲电厂取排水口附近天然河道，用３ＴＢＦ软件进行完全三维的湍流数值模拟，计算结果和实测、物模资料基本吻合．