三峡水库175m方案成库运行后龙门浩河段水流特性变化分析

基于长江上游水文局实测地形、水文、泥沙资料,针对三峡大坝175 m方案蓄水后对变动回水区产生壅水影响,借助SMS平面水流二维数学模型,对成库前后龙门浩河段水流特性变化进行了研究分析。研究结果表明,成库后非汛期内,该河段呈库区特性,尾水抬高,流速、水面比降、水流功率大幅下降,汛期河段恢复天然河道,水流特性与成库前一致。取各时期平均流量下的水流特性代表各时期水力因子的平均值,通过成库前后各时期相同流量下龙门浩河段水流特性模拟对比,发现蓄水维持期水力因子的变幅最大、蓄水期次之、消落期最小、汛期则不发生变化。通过加权估算,成库后年内平均水流功率较成库前下降47.9%,同时由于水流功率的年内变化分布极不均匀,将导致河段输沙规律发生变化。     

三峡水库175 m试验性蓄水过程水文泥沙分析

为掌握三峡水库175 m试验性蓄水过程中库区水位、流量、含沙量变化过程,通过三峡库区寸滩、清溪场、万县、朱沱（三）水文站实测的水位、流量、含沙量、水面比降资料,分析了蓄水过程中三峡库区沿程水面比降、库区水文站的水位流量关系、含沙量变化、库区冲淤变化等。分析结果为认识掌握三峡水库175 m蓄水后库区水文泥沙的变化规律积累了资料,对探索三峡库区水文泥沙的监测方式和分析研究将具有积极作用。     

三峡水库175m试验性蓄水十年泥沙冲淤变化分析

系统分析了2008年三峡水库实施175 m试验性蓄水10年来,进出库水沙特性、库区泥沙冲淤情况、坝下游水沙变化与河道冲刷情况,结果表明:入库沙量大幅减少、来沙组成发生明显变化,水库淤积量大幅小于预期、淤积形态良好,重庆河段未出现累积性淤积;坝下游河道发生大范围强烈冲刷、河道河势总体基本稳定;水库及坝下游航道条件大为改善;水库调度指标不断优化调整,试验性蓄水使工程在防洪、发电、航运、水资源等方面提前5年发挥了巨大的综合效益。随着长江流域社会经济的快速发展,各方对三峡工程在防洪、航运、供水、发电等方面提出了更高的需求,同时三峡水库泥沙淤积与坝下游河道冲刷是一个不断发展变化的累积过程,仍需长期跟踪观测与研究。建议:进一步优化汛期水库中小洪水调度等,研究形成三峡水库\"蓄清排浑\"运用的新模式;建立坝下游河道崩岸预警机制;持续开展水文泥沙原型观测与科学研究工作,为三峡工程安全高效运行、推进长江大保护提供科技支撑。     

三峡水库运行后朝天门河段水流特性变化分析

在三峡工程建成蓄水背景下,本文选择长江变动回水区中段朝天门河段作为代表,根据所搜集的实测水文、泥沙资料,详细研究分析了三峡蓄水后研究河段的水流条件及泥沙输移的变化规律,旨在为该河段河势演变规律研究提供理论支持,同时也为同类河流的研究提供参考。     

北江干流界滩河段水动力及泥沙特性分析

根据2009年6月、12月及2010年5月北江干流界滩河段3次水文观测资料,分析了中水、枯水和极枯水水文条件下的河道水动力及泥沙特性,结果表明:北江干流界滩河段水动力环境直接受濛里枢纽运行方式的影响,泄洪条件与蓄水发电务件库区河道水动力条件差异较大.目前界滩河段还处于濛里库区蓄水的调整期,虽水位已达到库区正常蓄水位,但...     

临淮岗工程不同蓄水条件下的水质可达性分析

建立临淮岗工程淹没区在不同蓄水条件下的二维非稳态FVS格式水流水质模型,基于水量、水质同步实测数据对模型进行率定验证。运用所建模型对研究区域水流水质过程进行数值模拟,定量分析了研究区域在最不利条件下对临淮岗坝前水质的影响程度。对不同库容条件下在库区北部农业用水时的库区水质浓度场进行计算分析,结果表明:当上游边界来水为功能区Ⅲ类,临淮岗坝前COD、NH3-N和TP浓度都能达到GB 3838—2002Ⅲ类水质标准;当边界条件为枯水期水质时,临淮岗坝前的NH3-N浓度超标,超标率为28%,COD及TP均能达标。     

三峡水库蓄水后上下游河段水沙特性变化及影响因素分析

泥沙淤积问题是三峡工程的关键技术问题之一,关系着长江水资源的开发利用、生态环境保护、经济发展。基于2002-2016年期间,三峡水库上、下游设置的11所重要控制性水文站水文泥沙监测资料,深入系统地探讨水文泥沙参量的变化特征,进一步分析水文泥沙参量的相关性和三峡水库的冲淤特性,探究了泥沙特性变化的原因。研究结果表明:三峡水库自施工期蓄水、初期蓄水、试验性蓄水的整个过程,对三峡水库上下游河道的水沙特性影响较大。越靠近三峡大坝的河段,受三峡水库的影响越大;三峡水库抬高水位,导致上游大部分河道流速变小,河道过水断面和水动力条件发生改变,导致入库泥沙越来越少,越来越细;三峡水库上游长江干流和支流上修建的梯级电站拦蓄了大量的泥沙,年输沙量、年均含沙量、中值粒径、年输沙模数都显著降低。年径流量和输沙量、年均含沙量、年输沙模数在2004-2013年间具有较好的相关性,曲线变化规律类似,2013年后受三峡水库蓄水的影响,出现弱相关;年径流量能表征泥沙参量的变化特性;年输沙量和年均含沙量在2002-2016年间皆具有较好的相关性。2007年前三峡水库淤积量呈增长趋势,其后三峡水库泥沙淤积量逐渐降低。在水库冲淤和泥沙特性方面,汛期三峡水库水位对其影响较大;枯水期的高水位对其影响并不大。研究成果将为长江流域梯级电站和航道的规划设计、三峡水库的运行管理提供理论支撑。     

二维水动力模型在无资料河段水位流量关系分析中的应用

无论是工程设计还是水文监测,河道设计断面水位流量关系的拟定都十分重要.目前,主要通过低中高水流量监测,结合设计断面大断面测量成果进行拟定.对于一些工程,特别是海外工程,设计河段可能没有任何水文监测资料,同时难以调查到历史洪水,但工程前期方案设计时,需要尽可能准确地拟定出设计断面的水位流量关系.为此,尝试采用二维水动力学...     

二维数学模型在泵站上游水动力研究中的应用

泵站上游区域的水动力条件直接关系着泵站的运行状况,因此,为了解决其水动力条件,对一维、二维、三维水动力数学模型及泵站上游不同区域的水动力特性进行了分析,根据分析结果,提出了针对不同区域采用不同类型数学模型的技术方法,并将该方法用于对化子闸泵站上游整体区域水动力特性的研究。在研究过程中,采用了含自由水面的平面二维水动力模型以及简化的二维水动力模型,对泵站前池水流分别进行了水动力特性数值模拟研究,得到了满足工程研究需求、符合物理规律的研究结果。研究结果表明：所提出的技术路线可行有效,实际采用的方法科学合理,研究成果可为类似泵站工程的设计研究提供技术支撑,也可以为其他相关工作提供参考与借鉴。     

黄河下游滩区水动力条件及阻力特性变化分析

黄河下游滩地是蓄滞洪水的主要场所,滩区边界的条件对滩区水动力条件和阻力特性产生了较大影响,通过系统分析漫滩洪水期典型滩区实测资料表明,近年来滩区阻力建筑物增多,局部水头损失增大,水动力作用明显减弱,滩区水面比降仅为大河比降的1/3～1/2。同时;滩区面积增大,植被增加,滩地阻力也增大,若直接采用大河比降反求滩区糙率系数,结果比实际糙率偏大很多。因此在用水文学和水动力这学数学模型进行黄河下游排洪能力计算过程中,应注意滩区比降与糙率的率定及匹配。     

水库水温预测方法研究

温度分层是水库的一个重要特征,它对库区及水库下游的生态环境有着巨大的影响。低温水预测计算可首先对水库水温结构进行简易判别,在此基础上对水库水温计算,方法有经验法、垂向一维模型、立面二维模型和三维模型等数学模拟法,详细介绍了丹麦水科所新开发的MIKE3。     

一、二维耦合数学模型在水利枢纽通航水流条件研究中的应用

针对目前数值模拟中水利枢纽控制结构物的调度运行与其上下游平面流场难以同时兼顾的研究现状,采用一、二维耦合数学模型成功模拟了大治河西水利枢纽3种调度运行工况下的平面流场,分析了通航水流条件,为大治河新建二线船闸平面布置的合理性分析提供依据,也为相关研究提供参考。     

大清河系观测河段及南水北调中线方案冰情计算分析

 为研究南水北调中线方案总干渠冰期输水问题,通过对大清河系冰情分析、水位水温验证计算及冰情影响计算表明：建立的一维非恒定水力学和水温数学模型可行且验证精度较高;观测河段无冰盖时糙率为002～003,有冰盖时糙率增加到003～004;假定不出现冰情,观测河段水位将下降01～04 m,过流能力将提高30%～65%。总干渠与大清河冰情对比分析表明：冬季冰期输水期间,总干渠可以不考虑岸冰和底冰,并且难以形成静态稳定冰盖,水内冰、水面流冰、冰塞和冰坝的出现和存在将不同程度上影响总干渠的糙率、水位和输水能力。     

三峡水库蓄水后铜陵河段演变特点及趋势分析

长江下游铜陵河段为典型的鹅头型多汊河道,通过对三峡水库蓄水前后该河段水沙特性、深泓线、平面形态和断面冲淤变化的分析,结论表明,受三峡水库运行和上游水土保持工程的影响,该河段上游的大通站来沙量大幅减少,河段内各汊道发生相应的调整。其中成德洲右汊和南夹江汊道冲刷发展,成德洲左汊进口有所淤积,造成成德洲右汊和南夹江汊道分流比逐渐增大,对南夹江的防洪造成不利影响。建议采取适当的治理措施,防止河势向不利防洪和航运方向进一步发展。     

清江水布垭水利枢纽库区泥沙淤积计算分析

 清江水布垭枢纽建成蓄水运用以后,将拦截坝址以上大部分悬移质泥沙及全部推移质泥沙,因此,库区将发生淤积。对清江水布垭枢纽推荐方案(400m～391.8m～350m)进行库区泥沙一维水沙数学模型淤积计算分析。计算成果表明,悬移质泥沙主要淤积在死库容内,对有效库容影响不大;水库运行至20年末遇频率5%及20%的洪水,泥沙淤积对洪水位的影响不明显。     

三维水流数值模拟研究进展

扼要地介绍了三维水流数值模拟研究的进展,归纳了常见的数值离散方法,给出了数值计算中常见问题的处理方法,指出了数值模拟成果可视化的必要。     

STUDY OF THE MATHEMATICAL MODEL FOR RIVER CLOSURE USING BI-EMBANKMENT

This paper is concerned with a mathematical model for river closure using two embankments. Some novel techniques of computational fluid dynamics and the two equation (k-ε)turbulent model are used to solve the shallow water equations in curvilinear coordinates; and the technique of moving boundary is used to deal with the river bed exposed to water surface. Comparison between computed and experimental data shows a satisfactory agreement. The mathematical model can be employed to accurately simulate the characteristics for the studied flows and could find more applications in hydraulic engineering.     

二维泥沙数学模型在赣江大堤南昌段改线中的应用

采用平面二维水流泥沙数学模型计算了赣江大堤南昌段堤线改线对河段水流运动及河床冲淤的影响。在运用实测资料对该数学模型进行河段水面线,断面流速分布,汊道分流比和河床冲淤分布验证的基础上,计算了堤线改线工程前,后河段洪水水位壅高,断面流速分布变化,取土料场回淤等。     

长江新济洲河段河道整治与稳定分析

位于南京城市上游的长江新济州汊道段的整治工程正在实施。由于新济州汊道段河道历来多变,近10多年来对于该汊道段的整治方案一直存在争议,其焦点主要在于其整治方案中中汊封堵工程对河道稳定的影响。河道河相关系是表征河道稳定特性的重要参数,借助于该河段平面二维水沙数学模型计算成果,从整治方案实施前后的河相关系变化出发,进行河段整治稳定分析,从而对中汊封堵方案的合理性进行研究。研究结果表明:采用封堵中汊整治方案,新生洲左汊河道泥沙更容易产生落淤,对新生洲右汊河道稳定影响不大。