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。

基于二维平面水流数学模型的平原河道上跨改建桥梁流场影响分析

模型基于全方位不可压缩与雷诺数均匀分布的纳维斯托克斯方程,并服从于非线性布西尼斯克方程假定和静水压强的假定,通过对皖北平原河流上跨桥梁的河道二维水流数学模型研究,分析了平原河流在上跨桥梁改建后的流场变化,对比流速、流向变化,分析认为工程实施后,河道流速较小,减轻了洪水期现状河道的岸坡及主河槽的冲刷,受桥墩阻水作用影响,桥墩局部流场发生细微变化,但对河道流场的影响程度和影响范围较小,在较短河段内便可消除,工程对整个河道的流场影响较小。

基于一二维数值联解模型的袁河水质预测与评价研究

在环境影响评价工作中,经常会由于局域水文及水质参数的缺失,导致二维数学模型的建立缺乏合理边界条件。运用一二维数学模型进行联解,通过一维河网模型的运行计算得到二维水域的边界条件,从而推动二维水域模型的合理运行,选取COD_(Mn)、NH_(3)-N、TP等3项评价因子,对城东污水厂、高新区污水厂、电镀集控区污水处理厂现状及近远期规划排水方案下袁河水质进行预测模拟。结果显示,在不同工况下,各排口排污对水域污染物都产生一定量影响,但COD_(Mn)、NH_(3)-N、TP均未出现超标情况。

湖南澧水武圣宫滩航道改道平面二维水流数学模型研究

湖南澧水武圣宫滩位于淞虎航线53 km航道内,是湖南省水路运输体系的重要一环,为提高其通航标准以及航运价值,对该处航道进行改道处理。着重分析河段的演变趋势和碍航特性,提出澧水武圣宫滩航道的改道方案。通过数值模拟试验,研究航道改道工程实施后,河段通航条件的变化情况,分析不同来流条件下及最低通航水位时的参数变化趋势,以及开挖航道的稳定性。数值模拟试验结果表明:方案实施后澧水武圣宫滩左汊开挖区水流条件及航道稳定性满足需要,河段航道改道在技术上可行,为类似险滩的治理提供可靠的理论依据。

基于二维水流数学模型的江心洲防洪影响评价

在赣江某江心洲保护利用工程中,为评价该工程对河道防洪安全的影响,采用二维水流数学模型对其兴建前后的河道水位、流速进行了计算和对比分析。结果表明,在河峰型洪水P=5%条件下,拟建工程附近水位变化幅度为-4~5cm;拟建工程对计算河段的整体流场影响不大,对江心洲岛上及左、右汊局部流场有一定的影响,流速变化幅度为-26.3~22.5cm/s。该江心洲保护利用工程对其所处河段行洪安全的不利影响较小。

浅水湖泊平面二维水流-水质-底泥污染模型研究

从三维对流-扩散方程出发,推导包含底泥污染的水质控制方程,并与浅水流动方程耦合,建立相应的浅水湖泊平面二维水流-水质-底泥污染的数学模型。运用伽辽金加权余量法推导出数学模型方程组的有限元公式,开发了实时二维水动力、水质模型。利用模型计算玄武湖混合流、水质动态变化过程,结果与实测值较吻合,从而为浅水湖泊混合流、包含底泥污染的水质模拟提供了一种可操作的新途径。

河道洪水演进的二维水流数学模型

提出了河道洪水演进二维水流数学模型的计算模拟方法．考虑了上、下游洪水边界的控制条件及糙率随河道流量变化的调整，并与采用不同尺度流、波分离方法得到的一维洪水波演进的理论解进行了比较，以永定河上游芦沟桥至金门闸河段为例，进行了计算验证，结果吻合良好．

尾闾段河网一维水流数学模型应用研究

尾闾段河网常常是连接上下游的水上通航要道,且上游洪水需要通过尾闾段河网下泄,这就使得尾闾段河网水流运动的研究成为非常重要和十分必要的课题之一.在对尾闾段河网水流的运动特点及一维河网计算的研究现状评述的基础上,选用自编程序"河网水动力模型"和商用软件HEC-RAS分别建立一维河网水流模型,应用于赣江尾闾段,针对洪水流量、中水流量和枯水流量分别计算沿程水位.在洪水流量下,根据计算所得的水面线,找出各主要站点的水位作为警戒水位,当该站点水位有接近警戒水位的趋势时,提请有关部门应做好防洪工作.在中水期,主要考虑造床流量的影响.在枯水期,根据计算得出的水位,得到各主要站点的最低通航水位,为枯水期能否顺利通航提供依据.

黄浦江二维水质数学模型研究

本文建立了能真实模拟黄浦江弯曲地形边界的二维有限元水质数学模型 。

三峡枢纽坝下通航水流条件平面二维数学模型研究

本文以南京水利科学研究院的三峡坝区物理模型试验所提供的三峡工程完建后运行50＋4年接近淤积平衡的坝下地形资料为基础，根据平面二维水深平均水流运动方程组，利用控制作积法及SIMPLER程式，通过平面二维数学模型对三峡枢纽下游引航道口门外各级流量下的通航水流条件作了研究，计算得到下游引航道口门区及连接段的流速流态，并指出了改善通航水流条件的措施．

平面二维水流泥沙数学模型有限元分析

建立了水流泥沙平面二维数学模型 讨论了动边界处理方法及定解条件 在利用有限元方法建立了离散的常微分方程组后 ,采用了选择系数质量矩阵集中法求解 ,从而避免了大量方程组的联解 ,极大限度地节省了计算存贮量 ,缩短了计算时间 通过实例验证 ,该模型适用于短河段、沉沙区、放淤区、引航道及边界条件较复杂的水工建筑物附近动床河段的冲淤数值模拟 。

澜沧江景洪水道Ⅴ级航道整治平面二维水流数学模型研究

在分析景洪水道基本特征的基础上,结合定床模型试验提出的Ⅴ级航道整治方案,采用平面二维水流数学模型进行了水面线和流场分析计算,研究了景洪水道Ⅴ级航道整治后通航条件的变化,结果表明在整治工程实施后该河段通航条件能基本满足Ⅴ级航道标准。

水库二维水流泥沙数学模型及应用

建立水库坝区平面二维水流泥沙数学模型，考虑了悬移质非均匀、非饱和输沙特性，采用正交曲线坐标拟合复杂边界、ＳＩＭＰＬＥＣ程式离散求解及动边界技术．用该模型对白沙水库流场和河床变形进行了数值验证，计算了典型年条件下，水库取水口附近流场和河床局部形态．结果表明坝前取水口漏斗基本保持稳定状态．

河市州河大桥通航水流平面二维数学模型研究

采用平面二维水流数学模型,分析了州河大桥建桥前后的通航水流条件。通过工程修建前后水面线和流场的计算和分析,表明州河大桥的修建对各级流量下河道的水位、过水断面面积和河宽的变化影响很小,对主河道流场基本不会产生影响,论证了大桥修建的可行性。

黄河宁夏卫宁河段一维水流数学模型应用研究

黄河宁夏卫宁河段河势变化复杂,断面型式多为复式断面,漫滩水流的滩、槽水力要素存在明显差别。采用HEC-RAS软件划分主槽和左、右滩地,分滩、槽设定糙率等参数,建立卫宁河段一维水流数学模型,推求的主槽、滩地的水深、流速、分流比等反映了河道实际水流结构,对河道整治工程具有重要的实际意义,为黄河以及其他断面型式复杂的天然河道设计水面线计算提供了重要依据。

二维水流数学模型在马家咀航道整治工程防洪评价中的应用

通过建立的基于有限体积法的平面二维非恒定流数学模型,对马家咀航道整治一期工程建设前后的河道水流运动进行模拟计算。结果表明:工程建设前后工程河段水位变化较小,工程附近河段水流流态及水流流速分布无明显变化。研究建立的二维水流数学模型可准确模拟工程河段水流运动,能在防洪影响评价中对工程前后河道水流、水位变化变提供较为可靠的依据,具有实用价值。

平面二维河道水流泥沙数学模型

引入通度概念处理河道不规则边界，用ＡＤＩ算法求解沿水深平均方程，破开算子法解悬移质不平衡输沙方程及河床变形方程，建立了平面二维河道水流泥沙数学模型，并通过物理模型试验对数学模型进行检验。

北江千吨级航道整治研究:Ⅱ二维数学模型与整治河段通航水流条件分析

基于有限体积方法,建立平面二维水流数学模型,对北江白石窑枢纽坝下19km航道整治工程进行数值研究.运用实测水文资料对模型进行验证.验证结果表明:该模型精度符合规范要求.计算了整治工程实施前、后白石窑坝下游河段通航水流特性,分析了各级恒定流和非恒定流作用下整治工程对坝下游河段通航水流条件的影响.研究结果表明:实施整治工程后,整治河段水流条件得到了明显的改善,水流条件可以满足千吨级船舶的通航要求.

二维水流数学模型在多分汊河道鱼类栖息地设计中的应用

多分汊河道汇合或分流口水流流态复杂,常常存在河口滩及深槽,复杂多样的水文水力条件为鱼类提供了良好的进食及休憩场所。针对多分汊河道边界复杂的特点,建立了基于一般曲线坐标系下的平面二维水流数学模型。将所建立的数学模型应用于大渡河乐山段安谷水电站左岸生态河网建设和鱼类栖息地设计,对工程投运前后河段的水深、流速、流场、分流比进行模拟和对比分析,设置生态工程措施,使得鱼类产卵场河段水流特性仍满足鱼类栖息地要求。从安谷水电站运行效果看,设计的生态措施对河道鱼类栖息改善取得了较好的实践效果。

GIS在平面二维水流数学模型中的应用

从分析GIS提供的空间分析插值算法出发,提出了应用地形栅格转换插值为平面二维水流数学模型生成可用的基础地形数据的方法。采用该方法成功模拟了拟建的西安—铜川高速公路渭河特大桥附近多种水情、多种工况下的流场和水位场。