Excel的迭代计算在河道水面曲线计算中的应用

在天然河道治理、防洪规划和水利工程建设中,需要确定河道水面曲线。天然河道的水流一般是非恒定非均匀流,然而由于河道中各种水力要素随时间的变化非常缓慢,可以认为天然河道在一定时间内是恒定非均匀流。在河道水面曲线计算中,常用的方法有试算法和图解法。本文根据天然河道恒定非均匀流水面曲线的公式,采用Excel软件的迭代计算功能,以贵州省清水河格里桥水电站为实例进行河道水面曲线计算,有效地提高了工作效率。     

一维圣维南方程组在非恒定流计算中的应用

天然情况下，河道水流在某河段内可能是恒定流，亦可能是非恒定流。一般地，山区性河流多视为恒定流，但在河道干支流的汇合口、河道与湖泊的交汇处、以及潮汐河段等处的水流常常为非恒定流。对于非恒定流， 用常规的水文学方法难以分析计算出河道水流的各个水文特征值，圣维南方程组则是解决此类问题的途径之一。运用圣维南方程组建立一维数学模型，应用芙蓉江江口水文站、长江徐六烃水文站实测水文资料进行分析验算，对解决非恒定流方面的一些实际的水文问题进行初步分析和探讨。     

复杂边界河道流速场的数值模拟

本文采用正交曲线拟合坐标来克服天然河道复杂几何边界给有限差分法带来的困难，采用物理分步法求解水流的控制方程，应用“运边界”技术追踪在非恒定流时，因水位变化引起的计算区域的变化。建立了天然河道非恒定流的计算模式，成功地模拟了具有复杂边界二维河道的流速场。     

明渠恒定非均匀渐变流设计断面简易计算方法

在明渠恒定均匀流流量公式的基础上,推导明渠恒定非均匀渐变流流量近似计算公式,并应用于淮北平原水利连通工程河道断面设计。利用HEC程序试算设计断面的过流能力,验证明渠恒定非均匀渐变流计算公式精度满足要求,且计算简单方便,可应用于工程设计。     

一种简洁有效的河道平面二维流动数值模型

本文提出了一种简洁有效的河道平面二维流动数值模型。模型采用跟踪河道中心线走向的正交曲线坐标系，曲线网格可用代数方法直接生成。这种河道正交曲线网格较好地适合了河流的形态特征及流动特性，模型基于显式有限差分，利用水面回算消除不稳定性。并使模型在空间和时间上均达到二阶精度。模型采用显式非恒定流渐近迭代法计算河流恒定流场，为了有效地抑制非线性不稳定性发展，二维模型初值由准二维计算结果提供。本文针对弯道水槽试验成果。多体绕流，边池回流和天然山区河流情况，对数值模型进行了测试和验证。结果表明，模型具有较强的模拟复杂流态的能力。     

天然河道非恒定流条件下阻力系数变化规律的研究

天然河道非恒定流水面线的计算,在生产实践中有着重要的意义,而阻力系数的选取直接影响其计其计算成果。本文在以汉江丹-襄河段为例进行天然河道非恒定流水面曲线计算的基础上,利用大量实测资料,运用无约束最优化方法进行了天然河道非恒定流时的阻力系数和糙率率定的研究和计算。这种方法是利用计算技术对天然河道的实测数据进行分析和整理的一次尝试。根据计算结果,本文给出了阻力系数、糙率与流量、水位、时间、佛汝德数及Q/t的变化关系。这些变化关系的特征大体上与前人的理论和实践分析相符,同时还得到了一些新的变化规律。     

几种水面线推算方法的比较

介绍了明渠恒定均匀流法、天然河道水面线系统、HEC-RAS软件及SOBEK软件4种常用的水面线推算方法,并对不同河道进行了水面线推算,然后对计算结果进行了对比分析。结果表明:对于坡度较小且沿程顺直、断面规整的河道,若下游起始水位对上游河道水位影响较小,则可用明渠恒定均匀流法进行水面线推算;若下游起始水位对上游河道水位影响较大,则可采用天然河道水面线系统进行水面线推算;对于断面不规整的缓流河道,水位推算结果大体呈天然河道水面线系统>HEC-RAS软件>SOBEK软件的趋势;对于急流河道,HEC-RAS软件推算的水位比SOBEK软件推算的水位偏高。     

浅析水力模型应用于城市排水和城市雨水径流科学管理

在传统的城市排水管网设计和管理中一般采用恒定均匀流进行水力计算,无法进行管道内有压流状态和无压流状态之间的计算衔接,而水力模型采用非恒定非均匀流能模拟计算管道内部的真实流态。将水力模型应用于北京市北土城沟流域雨水系统研究中,建立雨水系统(从降雨、径流、管网收集到河道排除)评价体系,模拟流域内积水的全过程,优化流域内河道闸门的调度方案,为今后建立城市防汛应急预警系统、城市雨水系统科学管理起到探索作用。     

天然河道一维非恒定流数学模型

天然河道水流计算中，洪水漫滩时横向流速分布极不均匀，直接用一维非恒定流方程进行模拟会产生较大误差，以前的处理方法其假定与实际差距较大，作者对此作了一些探索性研究，将横断面划分成若干个子断面，动量方程中的动量项取为各子断面动量之和，从而消除了横向流速分布不均匀的影响，并对渭河下游一次洪水过程进行了计算。     

桥渡非恒定流水工模型试验研究

扼要介绍非恒定流模型试验的理论基础(模型水流与原型水流的相似准则),我院为开展非恒定流试验研究而研制的试验设备与仪器,以及针对水库溃坝水流、潮汐水流、涌潮水流、天然河道水流等不同类型非恒定流对桥渡建筑物影响所进行的试验研究特点、研究成果和发展进程。     

恒定流研究坝下水位流量关系的缺陷探讨

通过运用一维水流数学模型对广州市流溪河人和拦河坝枢纽工程（以下简称人和坝）下的水位流量关系曲线进行了恒定流和非恒定流计算,对比两种计算模式的成果后,对传统采用恒定流计算水位流量关系存在的缺陷进行了探讨。针对恒定流模拟中的缺陷,结合实际工程中不同水位流量关系在设计中的不同作用,最终确定了人和坝下水位流量关系曲线。通过数学模型计算的水位流量关系曲线,往往是特定地形和水文组合共同作用的产物,但其在一定程度上也反映了河道的水流特性,能为坝体工程的消能防冲设计等提供参考依据。     

非恒定流作用下的阶梯形丁坝局部冲刷特性

阶梯形丁坝是常见的航道整治建筑物,天然河道中的水流多为非恒定流,非恒定流作用下的阶梯形丁坝局部冲刷特性研究,对丁坝结构设计和水毁防护等具有重要意义.采用自回归马尔柯夫模型,将天然来流过程概化为波谷起冲和波峰起冲2种情况,基于平面二维水流泥沙数学模型,探讨非恒定流作用下的阶梯形丁坝局部冲刷特性.结果表明:① 不同流量过程...     

明渠不恒定流一维计算综述

一、概述河渠不恒定流是指天然河道或人工渠道中流量、水位、流速和过水断面等因素随时间而变化的水流运动,自然界绝大多数的水流属于不恒定流:潮汐河口和感潮地区的水流运动更是如此。     

兴县岚漪河河道整治规划设计方法简述

河道中心线和纵坡设计是河道整治规划设计的关键.结合岚漪河河道的工程地质和地形条件,确定河道中心线河道纵坡,选取了5个计算断面确定洪峰流量,并利用明渠槽恒定均匀流公式计算河道水深和河道宽度,为岚漪河河道整治顺利实施提供依据.     

棱柱体渠道水面曲线的分析与计算

棱柱体渠道恒定非均匀流是我们在工程设计中经常遇到的一种流态。人工开挖渠道中修建的建筑物（闸，桥梁，涵洞）都能使渠道中水流产生非均匀流量。所以，正确地分析水面线的变化型式及其位置，以便确定明渠边墙高度，以及回水淹没范围，在工程实践中具有十分重要的意义。...     

工程设计中河道复式断面天然水面线计算

文章通过典型实例,对工程设计中常见却容易忽视的复式断面水力计算问题,应用明渠恒定非均匀流能量公式,采用断面垂线分割法,进行了河道水面线推求。     

用地形资料作控制曲线并推求河道水面线或综合糙率的电算程序

水利工程的规划、设计工作中,经常会遇到天然河道水面线或糙率的推求工作。这类问题,在水力学中,属于非均匀流的范畴。它的计算方法很多,目前,在我省多用控制曲线法。该法实质上是忽略了局部阻力损失与流速水头。这在流速不大的平原河流或水深较大的水库回水区,是完全适用的。控制曲线可以利用水文资料或地形资料来制作。由于水文资料的限制,还要考虑应用时糙率n可能变化,控制曲线往往用地形资料制成Z～∑(nQ)~2的形式。天然河道的汇流、分汊情况是千变万化的,很难有某个方法(程序)能适应各种河     

三峡电站调峰流量对航运的影响分析

针对三峡—枝城河道的地形特征,建立一维非恒定流模型.在三峡电站预先给定的航运约束条件下,计算电站下游的非恒定流对航运的影响并对若干调峰流量过程曲线进行分析,找出满足航运要求的调峰曲线.提出可调整葛洲坝的库容水位关系,对三峡调峰流量进行反调节,削峰填谷,以满足航运要求.     

汛末蓄水时间对三峡水库河道冲淤的影响

本文采用一维恒定流非均匀沙数学模型对三峡水库汛末不同运用方式下库区冲淤变化进行了预估，重点分析了汛末不同蓄水时间对库区河道冲淤的影响。结果表明：三峡水库汛末推迟或提前蓄水，只是改变了水库的淤积速率和到达淤积平衡的时间，而不能改变水库淤积平衡时的淤积总量。     

水电枢纽下泄非恒定流作用下的航道整治研究

水电枢纽下泄非恒定流具有日水位、流量频繁大幅波动的特点,对下游河道的河床演变与通航条件产生了严重影响。针对枢纽下泄非恒定流作用下河床演变与航道整治的特点,建立了贴体正交曲线坐标系统下的韩江上游二维水沙数学模型;在运用大量水沙实测资料对模型详细验证的基础上,对推荐方案实施后的整治效果与非恒定流对航深的影响进行了计算。