水库冰冻期冰内温度的模拟

根据对某水库冬季气象资料的研究,建立了适用于水库冰盖内温度的数值模型并采用有限元方法求解,通过典型算例进行验证及误差分析,模拟结果显示了随着时间的变化冰冻期内部温度的变化规律,其结果符合实际情况.该模型易于编程实现,精度较高,可推广应用到其他水库的冰温计算场合.     

含柔性植被明渠水流水力特性的试验研究

采用粒子图像测速(PIV)技术对含柔性淹没植被明渠水流的水力特性进行试验研究。利用人造水草模拟天然柔性植被,对不同密度、不同流量条件下含柔性植被明渠恒定均匀流场进行了测量,得到了淹没植被情况下纵向流速、雷诺应力、紊动强度沿垂向分布与曼宁系数的变化情况。试验结果表明:纵向流速的垂向分布可以分为3区,包括自由水面区、中间冠层区和近床面区。自由水面区流速随植被密度增大而增大,中间冠层区与近床面区流速随植被密度增大而减小。雷诺应力与紊动强度的峰值出现在植被冠区顶部附近,并随着植被密度增大而增大。     

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。     

河流生态环境需水量研究

生态环境需水量的研究还处于起步阶段,对于其内涵尚无统一的界定。对生态需水、环境需水、生态环境需水、生态用水等概念进行了探讨,对国内外生态环境需水量的计算方法进行了研究。     

糯扎渡水电站垂向二维非恒定流的数值模拟

本文针对宽深比较小，有关参量(如流速、温度、浓度)的垂向变化比水平横向的变化为大的水库，建立垂向二维水流数学模型，水深随时、空而变，垂向做σ变换将可变域变为规则区域。采用算子分裂法、交错网格法、有限差分法进行计算。对糯扎渡水电站的非恒定流数值模拟结果是合理的，表明模型是有效的。     

汾河流域(运城段)非点源污染负荷研究

利用输出系数法计算汾河流域运城段非点源总氮(TN)污染负荷并分析其影响.汾河流域运城段非点源TN约为127.415X104t/a,其中农业化肥污染、农业人口生活污染及牲畜养殖污染非点源TN的贡献率较大,农业人口生活污染为最大来源.非点源污染是汾河流域运城段水环境质量的一个重要方面,对流域非点源污染的控制已刻不容缓.     

基于马尔科夫链改进灰色神经网络的水质预测模型

根据汾河运城段的实际情况,应用改进灰色神经网络对水质进行预测.在数据处理以及关联度分析的基础上,选取关联度较高的氨氮、挥发酚、水温、BOD5及COD作为灰色神经网络的输入节点.应用灰色神经网络对水质进行预测,再用马尔科夫修正误差残值,可使修正值更加接近实测值.灰色神经网络的相对误差为68.44%～4.69%,改进灰色神经网络将相对误差为41.96%～2.23%,可见改进神经网络的预测精度更高.改进灰色神经网络模型,结合了灰色神经网络和马尔科夫的优点,提高了预测的精度,并以汾河河津大桥监测断面的水质预测为例,验证了该方法的可行性.     

气候变化对汾河(运城段）径流影响模拟

将分布式水文模型——SWAT模型应用于汾河（运城段）的径流模拟,以期为流域水资源管理、优化配置提供科学依据。首先,分析模型对研究区域的适用性,并在现有资料基础上对流域径流进行模拟研究,从时间、空间两个方面共同诠释了流域内径流与降水的关系;其次,根据流域未来气候可能变化,由增量情景法设定了不同气候情景,模拟未来气候情景下径流的变化趋势以及径流量的年内变化特征。结果表明:①研究区域内径流在时空分布上均与降水量分布吻合;②研究区域内径流量变化与气温变化呈负相关关系,与降水量变化呈正相关关系,且降水量变化对研究区域径流量产生的影响比温度变化产生的影响大;③径流量的年内分布呈季节性特点,汛期（7—10月份）最大,枯水期（11月至翌年3月份）最小;④未来气候变化趋势下,研究区域径流量将呈相应增加趋势,在气温升高0.5℃和降水量增加10%的情景下,河津水文站的径流量将增加1.29 亿m3。     

黄河上游羊曲水库水质预测研究

羊曲水库为峡谷型水库,长宽比较大,可忽略水流在横向和垂向的变化,只考虑纵向变化.在求解一维动态水质模型之前需推求水库水面线,以获得相关水力要素.通过建立一维动态水质模型,模拟了羊曲水库BOD、氨氮浓度的时空分布.得出在50%频率年,库区的BOD值小于3 mg/L、氨氮质量浓度小于0.5 mg/L.     

用牛顿法求多项式方程的全部实根及迭代初值的确定

运用多项式方程根的性质理论及著名的牛顿公式，解决了牛顿公式用于多项式方程时迭代初值的选取，并求出多项式方程的所有实根。同时给出了算例。