二维水流数学模型在码头工程防洪评价中的应用

数学模型是防洪评价的一种重要技术手段。介绍了二维水流数学模型的基本原理以及二维水流数学模型在广西梧州市塘源综合码头防洪评价中的应用实例。结果表明:码头建成后,工程区上游约1.7 km至工程区下游约1.1 km范围内流场发生了变化,但变化幅度较小,在各频率洪水条件下,流速最大增加值与减小值均不超过0.1 m/s,且分布在工程所在位置附近,说明工程对所在河道总体河势稳定影响不大。     

二维水流数学模型在船厂工程防洪影响评价中的应用

本文通过采用MIKE21模型软件建立二维水流数学模型对长江某船厂工程洪水的流势、流态变化,以及洪水对船厂工程的影响进行数值模拟研究。经模拟分析,汛期遇100 a一遇洪水时,工程局部最大壅水值为0.43 cm,壅水影响长度为105 m,流速最大增加值为0.06 m/s,工程前后河道水动力特性和流场的变化不大,水流流态及水流流速分布无明显变化,对防洪影响不大。结果表明,使用MIKE21模型软件建立二维水流数学模型方法分析合理,为建设项目对防洪影响的计算与分析提供了可靠的方法,为建设项目安全运行提供了保障。     

河道采砂对大清河防洪的影响

李静、孙西启等参加了本项研究工作。1采砂情况调查1．1采砂历程及管理大清河河道纳承汉河冲积物，河床以近代冲积层蛇曲带相为主，沉积多为黄色的砾质粗砂、中砂，其次为粉细砂。河砂资源储量丰富，是优良的建筑材料，砂层平均厚度在3．0m以上。自力年代以来，河砂被大量地挖掘开采，广泛应用于水利、城建、交通等建筑工程。据统计，大清河沿岸兴办砂厂28个，河道内采砂量逐年递增，1985～1987年为40～50t，1989年以后为60～70万t大清河采砂管理经历了三个阶段。1985年以前，地方政府和河道主管部门均未对河道采砂实施管理。1985年，东平县…     

河流连通工程防洪排涝影响二维数值模拟

平原河网地势平坦,阻水河段多,流动性弱,防洪排涝不畅。为充分利用水域水动力势能,找出最严重的阻水河段和提出消除阻水问题的对策,利用平面二维河网数学模型对绍兴柯桥平原现状河网水流运动进行了计算,综合分析得到最严重的阻水河段,提出了利用河流连通工程减弱水流阻水、加快水流运动的措施,利用二维数学模型计算了该工程措施条件下的水流运动状态,通过对比有无工程措施的计算结果,从时间和空间上分析了工程措施对加快水流运动的影响程度,工程实施前、后的最大流速分别为0.089、0.145 m/s,表明河流连通工程措施加快了水体流动,有利于防洪排涝。     

河道清淤工程对防洪的累积影响研究

为研究多个取水口清淤对防洪的定量影响,文章以长江柳林洲—新厂河段的（颜家台泵站、耀兴电灌站、普济中心水厂）3个取水口为研究对象,构建二维水动力学模型,分别采用2019年7月21日和7月24日的流速和水位资料进行模型率定和验证。结果表明：模型模拟结果良好,断面流速计算值和实测值偏差在±0.1 m/s以内。清淤疏浚工程实施后,对局部行洪有利,对附近水域的水位、流速以及护岸工程没有明显的影响。对比颜家台泵站下移前后的水文特征,发现多个清淤工程的叠加影响大于单个工程,但小于其线性叠加值。     

桥渡壅水对河道水位流场影响二维数值模拟

采用Simple算法建立了一套河道平面二维水流数学模型.针对桥渡壅水问题,提出了两项措施来进行桥墩的概化:①局部地形修正,主要通过增加桥墩所在节点的河底高程来反映桥墩对河道过水面积的压缩效果;②局部糙率修正,主要通过加糙来反映桥墩的阻水作用.通过对工程问题的计算验证其效果,选取赣江神岗山-井冈山拟建的阳明大桥长约7.5 km的河段作为计算河段.地形采用2000年实测河道地形图.计算网格采用边界层坐标系下河道拟贴体正交网格.网格节点数为73×70个,计算结果较好地反映了建桥前后桥墩附近水位流场的变化情况,说明桥墩概化较为合理.     

二维水流数学模型在码头工程防洪影响计算分析中的应用

采用二维数学模型计算分析了工程前后河道水动力特性和流场的变化。结果表明:码头建成后对涨、落潮流的阻力较小,高潮位壅高值和低潮位抬高值均不超过0.01 m,水流流态及水流流速分布无明显变化,对防洪影响不大。更多还原     

采砂河道数值模拟研究进展

综合评述了国内外河道采砂影响分析数值模拟方法,包括经验分析法、水流数值模拟、泥沙数值模拟、采砂坑数值模拟等,最后关于河道采砂影响的数值模拟在今后应进一步开展的工作和所要解决的问题作了和评述和预测.     

某码头二维防洪计算浅析

根据水文分析计算成果,应用Mike Flood软件对某码头工程进行了防洪影响分析计算。着重进行了二维的计算分析,为工程建设提供了科学合理的依据。     

溃口近区二维数值模拟与溃坝洪水演进耦合

基于黏土心墙砂石坝的溃决过程,以及溃坝洪水传播和运动的特性,建立黑河金盆水库大坝溃口近区二维数值模型和下游地区溃坝洪水演进耦合数学模型。使用DAMBRK法计算逐渐溃坝,并应用其结果进行后续模拟。采用Abbott-Ionescu六点隐式有限差分格式求解一维模型,采用单元中心的有限体积法求解二维模型方程。采用侧向连接方式,将黑河两岸计算水位点与二维网格单元相连,实现一、二维模型的耦合。采用所建立的二维模型对溃口近区进行计算与模拟,得到计算区域某一时刻的水深及流速分布。应用所建耦合模型对黑河金盆水库万年一遇入库洪水漫顶致溃坝洪水进行数值模拟,得到一维河道内各断面的水位和流量变化过程,以及二维计算区域内不同时刻的水深分布图、流速矢量图和淹没范围变化过程。溃口的形成过程不仅包括漫顶水流的直接作用,同时包括溃口形成过程中两侧漩涡状水流的反冲刷作用。耦合模型可以同时兼顾河道内的水流变化以及河道外计算区域内的洪水演进过程,从而减少由于计算结果偏大或偏小所带来的防洪资源浪费和防洪措施不利等不良影响。     

广西防汛三维电子沙盘系统建设

广西防汛三维电子沙盘系统利用现代高新信息技术,模拟建设了广西全区及重点河段的三维空间场景,展示流域地形地貌、防洪工程、山洪灾害易发区分布等防汛信息;并在三维场景中实现洪水淹没快速评估、山洪灾害快速定位、山洪灾害影响分析等内容,为广西各级防汛部门的防洪减灾决策提供技术支持。     

一维洪水数值模拟技术在流域防洪规划中的应用

南美洲厄瓜多尔境内的Guayas河流域中下游社会经济发达,但洪水问题突出,是该国流域综合规划的防洪重点地区。通过综合规划论证,拟兴建由堤防、水库、蓄滞洪区、分洪道和挡潮闸组成的防洪工程体系。基于MIKE11软件平台构建了Guayas河流域中下游河网洪水一维数值模型,对平原感潮河网的洪水演进规律和规划的防洪工程体系联合运用进行了模拟计算。在模拟中,通过合理概化河网、优化河道断面布置,以及采用堰闸过流公式代替圣维南方程作为堰闸工程所在断面的水流运动方程,有效避免数值振荡问题。在模拟结果的基础上拟定了洪水安排方案和防洪工程规模。     

二维潮流数学模型在码头防洪影响分析中的应用

码头建设会对河道行洪、堤防及其他防洪工程的安全造成不利影响.防洪影响分析是码头工程设计中一项重要技术工作.采用平面二维潮流数学模型,对长江镇扬河段水流运动以及拟建码头工程对防洪的影响进行了数值模拟计算.结果表明,在防洪设计洪水、平滩水位流量和多年平均流量3种水流条件下,工程兴建后水位壅高最大值约1.2 cm,水位降低最大值约1.5 cm,流速最大增幅约0.05 m/s,最大减幅约0.23 m/s.码头兴建后对工程河段的水位和流场影响较小,不会对河段的行洪带来不利影响.     

基于二维网格边元设置河道方法的蓄滞洪区洪水演进分析

大型蓄滞洪区洪水数值模拟往往涉及众多中小河道,需要构建一二维耦合水动力学模型。针对传统一二维耦合方式建模及计算效率低的问题,本文基于二维网格边元设置河道的方法构建了一二维耦合模型;并选择海河流域大陆泽、宁晋泊蓄滞洪区为典型应用区域,对该方法进行了应用检验;同时根据构建好的模型分析了下渗对于蓄滞洪区洪水演进的影响。研究结果表明下渗会显著减小蓄滞洪区洪峰水位,缩短淹没时间,在蓄滞洪区实际调度使用中应该考虑下渗的影响;模型的成功应用表明基于边元设置河道的耦合方式可以有效地计算蓄滞洪区中小河道与地面水流的交互过程,模型具有较好的应用推广价值。     

River2D模型在溃坝洪水演进数值模拟中的应用

River2D模型能模拟溃坝洪水在水库下游地区的演进过程.为模拟水库溃坝洪水演进,以江西省大余县油罗口水库为例,利用River2D模型模拟大坝溃决后洪水在下游的演进,预测洪水淹没范围、水深及流速等洪水风险信息.     

河道与蓄滞洪区联合防洪数值模拟研究进展

基于目前河道与蓄滞洪区联合防洪过程中存在的问题,本文通过对河道与蓄滞洪区联合防洪过程中洪水演进数值模拟的一维模型、耦合模型、全二维模型的优缺点和适用性进行系统化的分析,揭示了未来防洪数值模拟的发展方向。研究结果可为洪水风险图绘制、洪水预警预报提供重要依据,对防洪减灾决策具有重要指导意义。     

耦合溃口演变的二维洪水演进数值模型研究

为更好地模拟溃坝洪水过程,本文采用源项法耦合了溃口演变模型DB-IWHR与基于GPU加速技术的二维水动力模型,建立了一个包含上游库区二维水动力过程、溃口演变和下游淹没区二维洪水演进的高性能耦合模型。模型中所用源项法为在同一时间步长内,通过二维浅水方程的源项将溃口演变模型计算的流量转换为二维水动力模型溃口上下游各标记网格水深的变化值,以此来实现溃口上下游之间的水量交互。该模型的优势在于所用源项法简单易实现,充分考虑溃口的冲刷过程及上下游水动力过程,同时引入GPU技术加速计算。最后,将耦合模型应用于一个土石坝和两个堰塞坝溃决算例,所得结果与实测吻合较好,模型运行快速高效,这表明基于源项法的耦合模型可实现对土石坝、堰塞坝溃坝等灾害事故的合理高效预测,为应急抢险工作提供有力支撑。     

童家湖蓄滞洪区洪水演进数值模型研究

为更加科学、有效地运用童家湖蓄滞洪区,降低洪涝灾害损失,以二维非恒定流基本控制方程为理论基础,根据童家湖蓄滞洪区1:5000实测地形资料,基于非结构三角形网格,采用有限体积算法建立了蓄滞洪区洪水演进数学模型。依据所建立的模型,模拟分析了设计分洪条件下分蓄洪区内洪水演进过程,还选取了蓄滞洪区内若干有重要代表意义部位,在其模拟计算的水位增长及流速变化过程基础上,进一步分析了分洪不同时段蓄洪区各区域的洪水淹没趋势。模拟结果显示:童家湖分洪开始约2 h,分洪洪量主要在分洪口附近填洼;分洪前20 h洪量主要集中在蓄滞洪区南部;20 h后,北部洼地填满后蓄滞洪区内联通,各处水位同步涨落。模型可以较完整地反映童家湖蓄滞洪区内洪水演进过程,研究成果可为童家湖蓄滞洪区分洪准备、撤离转移等工作提供决策参考。     

立体循环一体化氧化沟二维流场模拟分析

利用FLUENT6.3.26软件,采用RNG k-ε湍流模型对立体循环一体化氧化沟(IODVC)进行二维单相流模拟。探究下沟道底部推流器安装方式对整个流场的影响,并得出推流器最佳安装高度和安装位置。利用多重参考系模型(MRF)模拟表面转刷曝气装置的转动,采用风扇模型模拟底部推流器。结果表明:中央隔板底部是污泥淤积危险区;底部推流器安装在直道处比安装在弯道处有更好的推流效果;最佳安装位置在直段约3/4处。推流器叶片轴心高度与下沟道水深之比(y/h)为0.18时,流速大于0.25 m/s的区域占比最大,反应器循环流动效果最佳。