甬江流域河网水利计算模型研究及应用

针对平原感潮河网的水文和水力学特性,结合甬江流域实际,建立了平原河网水利计算混合模型,采用Preissmann四点隐式格式,合理选定权重系数,并运用河网最优节点编码法的3级解法进行求解;利用2000年桑美台风暴雨洪水对模型进行验证计算,结果表明模型是可靠适用的。考虑不同重现期暴雨和潮位的组合情况,采用研究建立的河网水利计算模型对规划防洪工程全面实施后甬江流域河网节点水位进行了合理计算。

三峡水库干支流河道一维非恒定水沙数学模型初步研究

考虑水沙运动过程中的非恒定性及众多支流的影响,建立了三峡水库干支流河道一维非恒定水沙数学模型,并对水流方程组采用三级解法求解。采用三峡水库蓄水运用后2003年6月至2004年12月的水库实测水沙资料对模型进行了验证,验证结果有良好的一致性。本模型在使用1961-1970年系列年入库水沙条件及水库正常蓄水位调度方案下进行了水库冲淤100 a预测计算,计算结果较为合理,表明本模型可用于三峡水库水沙数值模拟。

改进河道洪水演进模型在漳卫河的应用

在一维非恒定流水动力模型的基础上耦合堰闸水动力模型,采用三级解法构建了一维水动力河网模型,并把改进的模型应用到漳卫河中,进行历史洪水重现模拟。结果显示,模型适用性强,能够很好的处理河流交叉、堰闸过流等问题,可以为漳卫河的防洪调度提供技术支持。

一维河网非恒定流计算程序的初步研究

对以水位 Z、流量Q 为未知数的河网水流连续性方程和运动方程采用普列斯曼 (Preissmann) 4点隐格式进行离散得出差分方程 ,用三级解法求解 ,即将水位或流量未知数集中到汊点上 ,先解出汊点未知数 ,然后再将各河段按单一河段求解。这种方法可以减少无效的运算和存储量 ,提高计算效率。采用专门研究编制的计算程序对一个实例进行了计算 ,其计算结果合理。

城市河网洪水过程的一维数值模拟

基于邻接矩阵和邻接表概念,提出了新的拓扑结构,即利用net、edge和node对象实现河网拓扑信息及河道断面和结点信息的储存;基于虚设河段法,推导出城市河网内边界即集中入流(雨水管出口)、闸堰的追赶系数,从而实现了基于GIS平台的城市河网非恒定流一维数值模拟程序的通用性和可移植性.最后,将温州市区“9.4”暴雨期间的河网洪水过程的计算值与实测值进行了对比,结果表明本模型可较好地模拟城市河网的洪水过程.

复杂河网的水力计算及参数反问题

复杂河网的水力计算,在糙率参数的率定时,通常采用手工调试的方法,工作量巨大且带有较大的任意性.本文根据糙率的物理意义,从反问题的角度,将河网参数问题提为参数反问题,并用复合形法求解. 将该方法运用于江苏南通河网,能节省工作量,有效地克服了手工调试的缺陷.

具有闸、堰的一维河网非恒定流数学模型及其在多闸联合调度中的应用

对含有多个闸、堰等水利工程的河网,从闸门运用和河道行洪两方面考虑,采用三级联解法建立一维河网非恒定流数学模型,提出双向迭代内边界控制法对具有闸、堰的特殊河段求解。将这种模型应用于天津市永定新河洪水演进计算,考虑了该河网复杂的水闸控制条件,模型验证的结果和实测资料基本一致,将其应用于多闸联合调度方案的数值模拟,对永定新河下闸位建闸方案的确定和建闸工程的实施具有积极的指导作用。