基于MIKE 11的河道糙率灵敏度分析

鉴于糙率的选取是河网数值模拟结果准确与否的关键,以清河某河段为例,采用MIKE 11软件进行一维河网水力计算,对比分析了河道水位实测值与计算值,确定了合理的模型参数及边界条件,进而在保持其他条件不变的情况下,通过改变主河槽糙率值,采用摩尔斯分类筛选法进行糙率局部灵敏度分析,计算得出灵敏度判断因子为1.14,表明糙率在数值模型计算中为高灵敏参数。     

沉水植物对城市河道糙率的影响

在城市河道等明渠中,沉水植物可对水体起到净化作用,但沉水植物过于密集或草高过大也会带来提高河底糙率等负面作用.为研究不同密度(丰度)和高度沉水植物对河底糙率的影响,利用真实水草(菹草)进行水槽试验,采用正交组合方案,拟定不同草高、丰度菹草和水位工况,测量断面流速分布,获得不同水位下不同丰度、高度沉水植物对水流的阻碍作用...     

基于模拟退火算法的河道糙率反演

河道糙率是河道水动力模型中的重要参数,其取值直接影响计算结果的精度。将模拟退火算法(SA)引入到河道糙率反演中,建立了糙率优化反演模型,通过概化河网对模型的优化性能进行验证,结果表明该模型不依赖于初值选取,具有良好的全局优化特性。应用该模型反演黄河干流兰州段糙率,取得了较好效果。研究成果可为河道糙率反演计算提供参考。     

卵砾石河道流速分布及对糙率影响的试验研究

通过水槽试验,利用激光多普勒流速仪(LDV)测得水流时均流速,通过改变河床比降及流量等水力条件,探讨了卵砾石河道流速垂线分布规律,并分析了不同比降、不同流量下的流速对河道糙率的影响.试验结果表明,不同水流下垂线流速分布存在差异.     

基于水文—水力学耦合的淮河中游河道洪水预报及不确定性分析

淮河王家坝至鲁台子的中游干流,河道平缓,复式断面特征明显,单纯以传统的水文模型进行洪水预报难度较大。为此,利用新安江模型进行上游及区间入流预报,采用MIKE11水动力学模型进行主要支流及干流洪水演算,从而建立了淮河中游河道洪水预报方案。选取1990~2012年间的场次洪水资料,采用SCE-UA优化算法分别对新安江模型参数和MIKE11的糙率系数进行率定与验证,并使用水文不确定性处理器(HUP)对预报结果进行不确定性分析。结果表明,模型预报结果具有较高精度,不确定程度较小,并可提供某一置信度的预报区间,为实时作业提供参考。     

平原河网圩区城市化对排涝的影响及排涝措施研究

越来越多的圩区正逐步踏入城市化进程,但由于圩区地势低洼、水面平缓、水动力条件较差等,在面对下垫面硬化等人类活动时排涝压力也越来越大。以张家港市福前晨东联圩为例,采用MIKE11模型模拟研究了城市化对圩区造成的排涝影响及相应排涝措施。结果表明,圩区城市化显著抬高了内河水位,会对周边排涝产生一定压力,加大了区域受灾可能;在城市化条件下,增加河道数量、提高水系连通性有助于改善河网的调蓄能力,可较好地缓解圩区城市化带来的河道水位抬升压力,在此基础上新增的闸泵工程发挥了更为积极的作用,可明显降低城区洪涝风险。     

西气东输某输气管道穿越工程对二河河道行洪及堤防安全的影响

为评估输气管道以人工定向钻技术穿越二河对河道行洪及其两岸堤防的影响程度,针对穿河工程地质条件及管道埋深情况,复核了穿河段工程防洪标准,计算了设计洪水位、校核洪水位时的河道冲刷深度,说明管道埋深设计合理,对河道行洪无影响;水平定向钻穿河工程对东堤、西堤稳定性及堤防沉降影响不大。     

平面河道溃口绕流分析及流体对溃坝冲击的影响

针对河道溃坝为水利工程防灾减灾中的突出问题,利用有限元分析软件ANSYS中的FLOTRAN CFD模块,采用标准k-ε湍流模型探究了雷诺数为107的平面河道溃口处流体绕流过程,研究了平面河道溃口率分别为0.1、0.2、0.4、0.6、0.8时流体在溃口处及下游的流场速度、压强等分布特性,分析了流体对溃坝最大压强的位置和变化规律.结果表明,随溃口率的增大,最大压强值迅速减小,流体对坝体的冲击逐渐减弱,为河道溃坝防灾工程提供了有力的理论支撑.     

放热率对效率的影响及对HCCI燃烧负荷限值评测

基于理论循环和校准后的GT-Power模型研究了燃烧放热率对车用发动机热效率、最高燃烧压力、压力升高率及能量分配的影响规律.理论循环研究表明热效率仅取决于加热时刻相对于上止点的角度,与上止点前后无关,即加热时刻所对应的热效率关于上止点具有对称性.GT-Power模拟研究表明:实际循环中由于传热、摩擦损失的增加使得放热率对应热效率沿上止点不对称,持续期越长、重心越偏离上止点不对称性越明显;对于HCCI燃烧模式,由于放热持续期很短、且靠近上止点,即使完全在上止点前燃烧其热效率也较高;均质、低温、稀燃燃烧模式,由于加热量直接决定缸内温度及传热量,其负荷拓展受到理论上的限制.     

变化条件下河堤防洪能力复核分析研究

构建了一维河道洪水模型,基于历史洪水率定的河道糙率,模拟了发生设计标准洪水时河道中洪水演进过程,并采用不同方法推求的水面线校核了模拟结果的合理性,分析模拟了水位与确保水位及堤高数量关系,讨论了滩地糙率对洪水位的影响.实例结果表明,石佛寺水库下游河道个别断面堤不能满足设计标准洪水的过流要求,需进行堤防加高处理,滩地糙率对河道行洪水位影响较大.     

金川河水位变化对河岸带表土层土壤理化性质的影响

以金川河为例,沿河岸带纵向在3个取样点采取18个土壤样本,研究高低水位条件下河岸带不同深度表土层的土壤理化性质,探讨了水位变化对河岸带表土层土壤理化性质及氮磷元素形态分布的影响规律。结果表明,在同一水位条件下,随着土层深度的增加,土壤含水率、容重均有所增加,孔隙率有所减小,pH值变化幅度不大（维持在中性）,Eh、全氮、氨氮、全磷、有效磷浓度均有所减少,而硝氮浓度有所增加;20~40 cm土层的土壤理化特性受河流水位变化的影响显著,而长期浸泡在河水下的河岸带土壤以及河水高水位以上河岸带土壤的理化性质受水位变化的影响不明显;土壤氮素和磷素各形态在高低水位条件下垂向变化规律基本一致。     

博斯腾湖水位与其变化规律浅析

根据开都河长系列水文资料,运用频率曲线法计算出博斯腾湖基本生态水位5.59 m及目标生态水位7.21 m;通过分析开都河来水的丰、枯水年资料,确定要达到博斯腾湖适宜水位及博斯腾湖流域综合利用水资源要求,起决定作用的是开都河上游来水,因此调控好开都河水资源,对博斯腾湖流域经济发展至关重要。为此,提出一些建议,以期为博斯腾湖生态系统可持续发展提供参考。     

赣江尾闾河道枯水位变化与成因分析

赣江下游尾闾河道为多级汊道进入鄱阳湖,2000年来河道枯水水位下降明显,对河道防洪、航运、取水、生态环境等带来不利影响,依据赣江下游尾闾河道实测水文资料,采用有序聚类分析、Mann-Kendall非参数检验方法分析了赣江下游尾闾外洲、南昌、昌邑、吴城、滁槎、楼前与鄱阳湖湖区都昌站的枯水位变化特性。结果表明,赣江下游尾闾各站年最低水位突变发生在2005年;赣江主支各站年最低水位呈现显著下降趋势,2005~2014年都昌站年最低水位呈显著下降趋势,外洲站年最小流量变化不大。影响枯水位下降的主要因素是河床下切,鄱阳湖湖区水位下降对赣江尾闾河道枯水位有一定影响。     

对龙羊峡水库实施动态汛限水位的思考

在对黄河上游龙羊峡以上流域产汇流特性和洪水规律分析的基础上,结合水文预报开展情况,论述了三方面的内容:分期划分汛限水位;利用洪水规律,提高汛后期洪水落水段汛限水位;充分利用多年调节水库较大的调节库容,处理好小概率洪水与常见洪水的防洪问题。尤其是第三个问题,应引起重视。结果表明,在龙羊峡水库实施动态汛限水位是可行的,实施动态汛限水位在水资源短缺的黄河流域显得更为重要。     

分期汛限水位和设计洪水位的确定方法

提出用组分频率法和库水位法推求分期汛限水位和设计洪水位，并以广东新丰江为例，采用以上两种方法确定分期汛限水位和设计洪水位，为水库分期运用提供了可靠的依据，大大提高了新丰江水库的发电效益。     

水位骤变条件下河流崩岸模型试验及机理研究

为研究水位骤变条件下河流崩岸的形成机理,结合现场调研及室内模型试验,分析了水位骤变条件下河流崩岸过程及孔隙水压力的变化规律.结果表明,在水位上升过程中,水土结合部位易产生裂缝,并不断拓展形成贯穿性裂缝,影响岸坡结构完整性,同时局部区域产生坍塌现象形成临空面,为后续坡体大规模坍塌提供条件;水位骤降后,由于水体惯性牵引,坡...     

MIKE11模型在泗洪县城城区河网引水冲污工程中的应用

为构建和谐的泗洪县城区河网水系生态系统,有必要研究改善水系水环境的可行性技术方案。以泗洪县城区水系为例,利用MIKE11模型中的HD和AD模块构建了一维水动力模型及水质模型,分析了各种引水冲污工程措施调控对水系水量水质的影响,并利用水动力学模块对泗洪水文站实测水位、水质资料进行了率定,结果表明计算值与实测值吻合较好。     

平原型水库水位变化对库区附近地下水位影响的滞后性研究

水库水位变化对库岸地下水位的变化有直接影响,但库岸地下水位的上升或下降需要较长时间,也就是说地下水位的变化会存在一定的滞后性。结合江巷水库的浸没问题,运用Modflow软件建立地下水流的三维数值模型,将水库水位概化为阶梯型周期性变化,预测地下水位的变化规律。结果表明,库岸地下水位变化的滞后性主要与距离、渗透系数、给水度等因素有关,而降水蒸发对地下水位的滞后性影响很小。