地表水流与地下管流耦合的数值模拟研究

借助于HydroInfo水利计算云平台,针对城市雨洪建模过程中的地表与地下排水管网水流交换问题进行了数值模拟研究。提出了一维地下排水管网与二维城市地表动态耦合的分区匹配算法。通过水从地表流向排水管网、水从管网溢出到地面和溃坝洪水流经管网区等算例的数值计算,与实验室结果进行了比较,对稳态以及非稳态水力条件下计算平台处理地表-地下管网流量交换问题的能力进行了检验。结果分析表明了采用的云计算平台模拟该问题的可行性以及算法的正确性。     

大型分层水库翻库特性及溶解氧响应研究

翻库对分层水库的水生态环境具有重要意义。通过在大型深水水库潘家口水库的原位监测结合垂向二维水动力-水质-水生态模型对翻库特性及溶解氧(DO)响应进行研究,分别对2018和2020年的水环境过程进行模拟。结果显示,水温分层导致了DO垂向分层,表层DO与气温相关性强,底层DO在分层后持续下降至0,秋季翻转是底层复氧的主要途径。2018年平均运行水位较2020年高14.2 m,表层温水层最大厚度2018年比2020年增加了近10 m,水库翻库从库尾逐渐向坝前推进。在库尾到坝前的距离约30 km的水域,2018年翻库的历经时间比2020年缩短40 d,坝前DO的垂向均匀时间滞后于水温7~10 d。水库水位较低时,翻库产生的表层水体DO下降幅度更大,降幅为3~4 mg/L。分别对水库不同断面可用势能指数(APE)对分层稳定性的过程进行分析,水库在不同年份和不同位置断面的翻库日期与夏季混合循环期的平均APE指数大小具有较好的相关关系。研究为探求大型深水分层水库水环境演变规律,科学合理进行调度提供理论基础。