考虑区间入流的双向波水位演算模型研究

双向波水位演算模型将感潮河段预报断面的洪水过程视作上游洪水波和下游潮水波双向传播后的叠加.考虑了区间人流对干流水位过程的影响,提出了两种在双向波水位演算模型中考虑区间人流的方法.方法①直接将区间人流过程引入模型的基本方程中,方法②在模型上边界条件中考虑区间来水的影响.将这两种方法应用在曹娥江感潮河段,结果表明.前者在计算区间人流过程合理的情况下能得到较好的结果,后者在上游洪水和区间来水的汇流时间相差不大时也能得到较好的结果.     

考虑水位分级和退水段独立的感潮河段双向波水位演算

感潮河段水流受多种因素影响,呈现出复杂的周期性,具有不恒定往复流动的特征,且河道地形资料难以获得.考虑充分利用已有水位实测资料,采用以洪潮分离为出发点的双向波方法建立感潮河段水位演算模型,介绍该模型基本方法以及在有支流和区间入流汇入等不同情况下的改进方法.根据飞云江感潮河段的具体特点,利用新安江模型计算区间流量过程,针对不同级别的洪水进行水位分级和退水段独立模拟,证明该模型在感潮河段水位演算中具有良好的可靠性和适用性.     

线性运动波配合自回归模型在甘肃部分河道洪水演算中的应用

通过对甘肃省较大河流产流规律的分析认识，结合多年多事水文预报的经验，提出了适合甘肃省河道洪水连续演算的预报模型，经对白龙江、洮河及黑河历史洪水过程进行演算预报，证实预报模型具有方法简单，参数易得，需用预报因子少，预报精度高等优点，对防汛及水资源优化调度具有重要作用。     

一种新的运动波方程有限差分方法

在对运动波方程、数值解法及马斯京根-康吉演算法进行介绍的基础上,提出了运动波三角差分演算法,并给出了该方法的具体差分格式及推导过程。以长江万县至宜昌河段和雅砻江泸宁至打罗河段实测流量数据为例,利用马斯京根-康吉演算法和三角差分法分别进行了演算,并对比和分析了计算结果。结果表明,三角差分法具有预见期、演算方程简单、参数率定容易、演算精度高的特点,适用于河底比降较大河道的流量演算。     

双向差分灰色模型及其在水文预报中的应用

采用双向差分建立一种水文预报模型。该模型与传统GM(1，1)模型的不同之处在于如何推求GM(1，1)模型的参数.本文是在某一预报量的前后差预报误差之和趋于最小时求出模型的参数。该模型用于宣城站年最高水位预报的结果表明，通过残差、后验差检验，模型达到了灰色模型所规定的精度等级(一级)。     

离散广义Nash汇流模型及其在河道洪水演算中的应用

基于广义Nash汇流理论,通过定义S曲线或滞蓄曲线,简化了广义Nash汇流计算公式,并推导得出了离散广义Nash汇流模型,将河道下断面出流过程表述为时段初、末入流量与当前时刻及之前若干时刻出流量的线性组合,权重系数由S曲线或滞蓄曲线得出。该模型物理概念明确,又有一定统计意义,结构简单,形式直观,便于在实际中推广应用,最后通过实例分析检验了模型的预报能力。     

改进的非线性波传播数值模型的验证和应用

基于吸收入射边界上反射波的方法,并通过将统一边界条件表达式推广到适应不规则波的情况,改进了非线性波传播的数值模型.将利用模型的线性版本(略去非线性项)所计算得到的台阶地形上波浪的反射和透射系数与相应的解析解进行了定量比较.在斜坡地形上数值模拟了不规则波的传播,并将数值结果和物理模型实验值进行了比较.在下游边界分别为开边界和全反射边界的等水深的水槽内数值模拟了不规则波的传播变形,讨论了非线性作用的影响.在侧边界和下游边界均为全反射的固壁边界、二维的等水深水域内,数值模拟了波浪斜向入射时所产生的波浪变形.计算结果表明,对上述各种算例,改进后的非线性波传播数值模型均能进行有效地数值模拟.     

三峡水库铜锣峡河段泥沙模型设计及验证试验

铜锣峡模型模拟天然河段长42km,进口为大佛寺,出口为桐子溪。模型设计考虑了几何相似,水流运动相似和泥沙运动相似。通过验证试验证明,模型在水流运动、水面流态及泥沙冲淤数量和部位等方面与原型基本相似。验证试验成果稳定性良好,为正式试验的可靠性提供了依据。     

堤防隐患探测中的探地雷达波场特征分析与应用

堤防工程是我国防洪体系中的重要环节。针对堤防中潜在隐患缺陷体,根据不同缺陷体介质的电性特征,建立了相应的堤防隐患模型。依据时域有限差分(FDTD)算法和完全匹配层(PML)的吸收边界条件,构建相应的堤防隐患缺陷体地球物理模型,使用GprMax 2D软件结合自行开发的MatLab程序,获得探地雷达正演波形图。通过波场特征分析,可知不同形态、构造位置和电性参数的隐患缺陷体的探地雷达反射波幅值和形态是不同的。正演结果能准确反映隐患缺陷体的深度、水平位置等空间特征。结合长江四邑公堤堤防隐患探测项目的2个工程实例分析可知,雷达正演模拟与探测剖面结果和工程验证基本一致,表明探地雷达能够有效地探测堤防隐患,该正演方法切实可行。分析典型隐患模型的波场特征有助于指导后期解译工作,从而对缺陷体从定性到定量进行更精确的解译,确保堤防工程的安全运行,保障汛期人民的生命财产安全。     

Analysis of dynamic wave model for flood routing in natural rivers

Flooding is a common natural disaster that causes enormous economic, social, and human losses. Of various flood routing methods, the dynamic wave model is one of the best approaches for the prediction of the characteristics of floods during their propagations in natural rivers because all of the terms of the momentum equation are considered in the model. However, no significant research has been conducted on how the model sensitivity affects the accuracy of the downstream hydrograph. In this study, a comprehensive analysis of the input parameters of the dynamic wave model was performed through field applications in natural rivers and routing experiments in artificial channels using the graphical multi-parametric sensitivity analysis (GMPSA). The results indicate that the effects of input parameter errors on the output results are more significant in special situations, such as lower values of Manning’s roughness coefficient and/or a steeper bed slope on the characteristics of a design hydrograph, larger values of the skewness factor and/or time to peak on the channel characteristics, larger values of Manning’s roughness coefficient and/or the bed slope on the space step, and lower values of Manning’s roughness coefficient and/or a steeper bed slope on the time step and weighting factor.     

恒定水头井入渗Green-Ampt 模型的改进与验证

在假定恒定水头井入渗近似为以井内积水表面积为入渗面的一维入渗基础上,用湿润体内平均体积含水率增量代替Green-Ampt活塞模型中的饱和含水率与初始含水率差值。用入渗率和累积入渗量倒数的线性关系间接推求Green-Ampt模型中的参数,用湿润锋平均基质吸力和土壤饱和导水率。从而建立了适用于恒定水头井入渗的Green-Ampt模型。同时根据体积等效原理,定义了三维入渗中难以直接测定的概化湿润锋深度。经3种类型土壤的室内试验检验,表明该模型具有较好的精度,能精确地计算不同累积入渗量时的湿润体体积。     

台风浪对长江口深水航道骤淤的影响研究

概述风暴对长江口航槽短期地形变化的影响和研究现状，将缓坡方程、Boussinesq方程和动谱平衡方程进行分析比较，选择后者做为长江口台风浪数值预报模式。介绍球坐标下动谱平衡方程模型及方程右端源汇项的处理方法，以9912号台风对波浪数值模型进行验证。数值预报EES向20m/s风场下深水航道水域波浪要素：有效波高分布和波浪水质点底部轨迹运动速度分布。由泥沙起动底流速公式得到深水航道水域底沙起动底流速场，根据长江口波浪水质点底部轨迹运动速度的均方根值与泥沙的起动底流速之差的分布场进行骤淤机理分析。结果表明在EES向20m／s风场作用下横沙浅滩和九段沙浅滩的大部分水域底部泥沙将被掀扬至水体，部分泥沙在跨槽水流带动下会进入航道而造成严重淤积。最后提出研究长江口深水航道风暴骤淤问题的进一步工作。     

黄河下游河道水沙运动仿真模型的开发研究

介绍黄河下游宽浅河段汛期水沙运动仿真模型建立在二维不恒定流与不平衡输沙理论的基础上，采用无结构不规则网络，结合了有限差分法和有限体积法的优点，能较充分地反映滩区、生产堤与滩槽冲淤变化对洪水演进的显著影响，并具有实时动态图象显示和人机对话功能。     

Effects of storm waves on rapid deposition of sediment in the Yangtze Estuary channel

Recent research on short-term topographic change in the Yangtze Estuary channel under storm surge conditions is briefly summarized. The mild-slope, Boussinesq and action balance equations are compared and analyzed. The action balance equation, SWAN, was used as a wave numerical model to forecast strong storm waves in the Yangtze Estuary. The spherical coordinate system and source terms used in the equation are described in this paper. The significant wave height and the wave orbital motion velocity near the bottom of the channel during 20 m/s winds in the EES direction were simulated, and the model was calibrated with observation data of winds and waves generated by Tropical Cyclone 9912. The distribution of critical velocity for incipient motion along the bottom was computed according to the threshold velocity formula for bottom sediment. The mechanism of rapid deposition is analyzed based on the difference between the root-mean-square value of the near-bottom wave orbital motion velocity and the bottom critical tractive velocity. The results show that a large amount of bottom sediments from Hengsha Shoal and Jiuduan Shoal are lifted into the water body when 20 m/s wind is blowing in the EES direction. Some of the sediments may enter the channel with the cross-channel current, causing serious rapid deposition. Finally, the tendency of the storm to induce rapid deposition in the Yangtze Estuary channel zone is analyzed.     

三层模式中背风波存在条件的理论分析

本文针对边界层附近为弱稳定层结或不稳定层结下的背风波,建立了一个三层理论模式,其三层Seorer参数在中层最大、高层次之、下层最小。分两种情况对该类型背风波的存在的条件作了分析,结果表明,在第一种情况下三层背风波的存在条件与二层模式相同,而第二种情况下其存在条件则是二层模式不能描述的。三层模式背风波的存在条件要比两层模式宽松。并用二个例子对这二种情况下的条件进行了检验。     

VSCM模型在汤河西支流域河道洪水演算中的应用

本文采用VSCM模型（变动态存储系数模型）进行汤河西支流域河道洪水演算,并结合实测水文数据,分析动态存储系数模型在汤河西支流域河道洪水演算的适用性。研究成果表明： VSCM模型可考虑河道地形对洪水演进的影响,洪水模拟精度符合水文预报规范精度要求,可用于研究流域洪水演算。研究成果对于汤河西支流域防洪具有参考价值。     

基于SD模型在水资源供需平衡分析中的应用

介绍了细河流域水资源状况,根据SD模型,采用4种方案对细河流域水平年供用水量需平衡进行了计算分析。     

浅海人工岛波浪爬高的数值计算和实验验证

本文基于孤立波理论研究了浅海波浪对人工岛的非线性绕射，提出了采用有限差分法和有限远开边界的幅射条件计算人工岛上波浪爬高的数值模型，得到的数值计算结果与整体模型试验的实测结果进行了比较，二者吻合较好，为人工岛工程设计提供了可靠的高度参数。     

一种扩展型缓坡方程的时域计算模式

该文通过引入有效波面函数,把考虑海底摩擦、波浪破碎、陡变和快变地形等因素影响的扩展型缓坡方程,化为最简形式的时间双曲型缓坡方程.基于此方程和非线性振幅频散关系,建立了波浪传播的数值模拟模型,并对数值格式进行了误差分析,结果表明由于耗散项的引入,数值格式的稳定性较文献[1]得到了提高.数值解与物理模型实验值和解析解吻合良好,表明模型可以对近岸波浪传播过程中折射、绕射、反射、浅水变形、海底摩擦、波浪破碎和弱非线性等因素的影响进行较好地预测.