向家坝日调节非恒定流对下游航运条件影响研究

水电站日调节产生的非恒定流常恶化下游河道的适航条件,需提出适合下游航道安全通航的水流控制参数。结合向家坝水电站下游日调节工况的水动力模拟计算和物理模型试验,分析了枯水期向家坝水电站不同运行工况下的非恒定流传播特性及其对水位变幅、流速、比降等航运水力要素的影响规律,并通过自航船模试验进一步给出了代表船型在重点航段通航上行的条件要求。研究结果表明：向家坝日内的调峰幅度和调峰变率不宜过大,建议日调节运行方式按枢纽下游水位最大小时变幅不超过1.5m/h、最大日变幅不超过4.5m/d进行控制,对向家坝下游航运影响较低。     

一维圣维南方程组的特征线法

天然情况下,河道水流有可能出现非恒定流,对于非恒定流问题可用圣维南方程组建立一维数学模型求解.介绍了求解一维非恒定水流数学模型的特征线方法,并且对其中关键性参数进行详细讨论和确定.通过对赣江支流锦江1982年和1985年洪水资料进行模拟计算,结果表明:计算水位过程和实测水位过程吻合较好,计算精度高.     

滩坑水库建成后下游河道水温的预测

滩坑水电站下游为国家一级保护水生动物鼋的保护区.采用剖面二维水温模型对滩坑水库下泄水温进行了模拟,然后采用一维非恒定水流水温数学模型对建库后滩坑电站下游鼋保护区内水温变化情况进行了预测,对比分析了平水年条件下,不同电站开机组数和不同电站取水口高程条件下水库下泄水温对坝下游河道鼋自然保护区鼋的影响.分析表明可抬高电站取水口高程使下泄水温与天然水温较为接近,以尽量减小由于发电而给下游河道生态造成的不利影响.     

滩坑水库建成后下游河道水温的预测

滩坑水电站下游为国家一级保护水生动物鼋的保护区．采用剖面二维水温模型对滩坑水库下泄水温进行了模拟,然后采用一维非恒定水流水温数学模型对建库后滩坑电站下游鼋保护区内水温变化情况进行了预测,对比分析了平水年条件下,不同电站开机组数和不同电站取水口高程条件下水库下泄水温对坝下游河道鼋自然保护区鼋的影响．分析表明可抬高电站取水口高程使下泄水温与天然水温较为接近,以尽量减小由于发电而给下游河道生态造成的不利影响．     

三峡电站日调节非恒定流对航运的影响分析

针对三峡—枝江河道的地形特征 ,建立了一维非恒定流模型 ,并采用Preissmann隐格式差分法 ,研究三峡电站日调节非恒定流对航运的影响 ,结果表明非恒定流在河道中引起的流态变化可满足发展航运要求     

断面间距对黄河下游高含沙洪水模拟结果影响

针对黄河下游河道特点及高含沙洪水演进特性,建立基于耦合解法的一维非恒定流非均匀沙数学模型.利用该模型计算黄河下游2004年8月的高含沙洪水过程,采用实测水沙资料对模型进行验证.验证结果表明,各水文站的流量、含沙量等计算值与实测值吻合较好,所建模型可以用于模拟高含沙洪水演进及冲淤过程.采用该模型计算不同断面间距条件下同场次的高含沙洪水过程,分析不同断面间距下的计算结果.分析表明:不同断面间距对一维模型的计算精度有一定影响,在计算边界条件及其他参数取值相同的条件下,计算断面间距对流量及水位的影响相对较小,对含沙量及河道冲淤过程的影响较明显.在黄河下游地形及水沙特性均复杂的情况下,采用一维数学模型计算高含沙洪水过程时,应适当考虑断面间距的影响.     

三峡电站日调节非恒定流对航运的影响分析

针对三峡－－枝江河道的地形特征,建立了一维非恒定流模型,并采用Preissmann隐格式差分法,研究三峡电站日调节非恒定流对航运的影响,结果表明非恒定流在河道中引起的流态变化可满足发展航运要求。     

洪水泥沙运动特性的一维数值模拟计算和分析

采用一维非恒定水流泥水流泥沙数学模型对黄河的“96．8”洪水泥沙输移特性进行了数值计算模拟，通过对洪水运动过程的水沙要素如断面的水位、数量、含沙量变化、洪水传播时间及河床冲淤等特性的分析表明，本一维非恒定泥沙数学模型在分析模拟洪水泥运动规律可靠性，为江河洪水预报提供一种重要的预测手段。     

渭河下游河道及洪泛区洪水演进的数值仿真(Ⅰ)——数学模型及其验证

以渭河下游咸阳至北洛河河口间的一维洪水和距离咸阳断面下游136km的右岸洪泛区二维洪水为对象,进行4种洪水频率的一维和二维嵌套的非恒定流计算.对于非规则区域的二维非恒定流,采用了曲线坐标系下的有限分析法离散数值格式进行了数值模拟,针对动边界问题提出了新的数值处理格式,本部分为数值模型和计算方法的验证部分.     

河道一维非恒定流数值模拟深化研究

传统的河道一维非恒定流数值计算一般采用特征线法和以Preissmann方法为代表的有限差分法.特征线法计算精度比较高,但受时间步长的限制,用于河道一维非恒定流计算时计算效率却不太高.而Preissmann方法相比特征线法计算效率有所提高,但在求解过程中特征量的守恒性却没有做出相应要求.为了兼顾数值计算的效率和特征量的守恒,建立了基于有限体积法的河道一维非恒定流数值计算方法,并分别选取淮河干流洪水和史灌河洪水进行了验证计算,验证计算成果表明所采用的方法特征量守恒性较好,洪峰水位计算值与实测值吻合也较好,可用于河道一维非恒定流计算.     

雪卡水电站长引水渠道的水力瞬变计算

在雪卡水电站长引水渠道的水力瞬变计算中,应用一维明渠非恒定流方程及其相应的初边界条件,通过数值求解进行电站长引水渠道各种工况运行下的水力设计,并进行了复核计算.重点研究了在机组增、甩负荷时,瞬变运行状况下的非恒定流运动,对工程是否采用溢流侧堰进行了对比计算,得到了电站各种运行工况下渠道瞬态水面线、流速、前池侧堰的溢流过程线等,为合理确定渠道断面尺寸、比降、前池大小、侧堰宽度、堰顶高程及压力钢管进口高程等提供了依据.比设计《规范》提供了更全面、更合理的水力信息,又弥补了水工模型试验模拟长距离输水的缺陷,建议在同类工程中推广使用.     

洪潮遭遇情况的水动力学计算

运用Saint Venant方程和二维浅水方程计算了洪潮遭遇的水动力特性 .采用将一维和二维计算区域局部重叠的方法实现了两个计算区域的衔接 .经过对深圳河各种情况下水动力特性的计算表明 ,所采用的方法是十分有效和切实可行的     

城市排水系统非恒定流模拟模型研究

开发研制了城市排水系统非恒定流模拟模型．在暴雨条件下,可用此模型模拟排水管网的溢流、计算积水区的面积和水深．根据对已经建成的排水管网现状进行模拟计算的结果,提出了改造雨水管网系统和合流制管网系统的最佳设计方案．模型在实际应用中已经取得了很好的效果．     

水利工程对分水江水面线影响分析

利用典型洪水资料分析了洪水的地区组成,采用伯努利方程二分法计算了分水江水库不同下泄流量下毕浦电站建坝前后分水江区间河段洪水水面线．表明随分水江水库下泄流量增加,相邻两条水面线间水位差和上下游水位变幅变小;毕浦电站建坝后,对区间河段水面线影响较大,坝址附近水位大幅抬升,越向上游抬升幅度越小．该结论可为区域防洪减灾、河道整治、交通水利工程规划设计等提供参考．     

枢纽分散泄流对下游河道通航水流条件的影响研究——以景洪电站为例

应用平均水深有限元法平面二维水流数学模型,以景供电站大坝泄流为例,采用流场一致判别标准,分析了大坝全断面泄流和分散泄流坝后流场的变化情况和流速的分方．得到了大坝分散泄流与全断面泄流流场趋于一致的最大沿程距,建立了泄流流量与最大沿程距间的关系式,确保汛期船舶的行船安全情况下,为大坝孔口泄流提供科学依据．     

二维非稳定态流场计算

开发了二维非稳定态流场计算软件，应用该软件计算了明渠中蓄水池内的非稳定态流动过程。     

V型尾门在河工模型试验中的应用

尾门是河工模型中常见的装置,也是水位控制的关键设备之一.该文作者根据多年的经验,研制了一种新式尾门--V型尾门.该尾门具有调节精度高、稳定性好、操作方便等优点.并在多个模型中应用,取得了良好的控制效果.文章介绍了V型尾门的制作要点,并结合试验数据论述具体应用效果.     

水库调度方式对三峡水库泥沙淤积的影响

运用一维非恒定非饱和输沙数学模型,计算分析不同调度方式下三峡水库的淤积过程及淤积量的变化,通过对比可以看出,汛期限制水位对三峡水库最终的淤积平衡具有重要影响.汛限水位在汛前、汛后一定范围内的变化及正常蓄水位在一定范围内的变化仅会改变水库的淤积过程,对水库的最终平衡淤积量影响不大.一定来水来沙情况下,汛期的坝前水位最终决定了水库淤积平衡后的淤积量.因此,在制定调度方案时要特别注意汛期的坝前水位及持续时间,这对减少三峡水库淤积、增大水库发电、防洪和航运效益具有重要意义.     

暂态过程中分层流到塞状流转捩的研究

本文从非恒定、可压缩分层流基本方程出发,应用线性稳定理论,导出了非恒定、可压缩的分层流向塞状流转捩的判别公式。