MIKE 21二维非恒定流模型在北京市延芳淀湿地洪水影响分析中的应用

为了研究拟建在北运河滩地上的延芳淀湿地对河道防洪安全的影响,控制湿地建设规模,不增加北运河50年一遇洪水出境洪峰流量,搭建了北运河MIKE 21二维非恒定流模型,模拟湿地建设前后北运河50年一遇洪水演进情况。采用2016年北运河"7.20"洪水监测数据,对模型进行了参数率定;分析了延芳淀湿地建设前后,50年一遇洪水下北运河河道及滩地槽蓄能力、河道水位、流速、流势等水力条件的时空变化。结果表明:滩地内建设延芳淀湿地降低了北运河槽蓄能力,减少了滩地消减洪峰量值,但通过调整湿地地形高程,仍能满足规划要求;湿地建设同时抬升了北运河洪水位,改变了洪水流势,对河道堤防建设有一定影响。研究成果不仅能够为延芳淀湿地的设计建设提供相关水力条件支持,也可以为北运河河道治理及防洪预案修订提供参考。

潮汐河口平面二维非恒定流数值模拟

本文基于三角形网格划分 ,采用有限元法 ,建立了平面二维非恒定潮流数学模型。采用了质量集中、压缩存储的处理方法和“预估校正”的时间推进算法 ,较好地解决了有限元计算存储量和计算速度问题。对长江口南北支河段进行了验证计算 ,结果表明模型能较好模拟长江口南北支河段的潮流运动情况 ,且计算稳定性好、速度快。

二维非恒定流数学模型在赣江河流治导线研究中的应用

为了给赣江河流治导线研究提供科学的决策依据,以赣江吉安水文站至峡江坝址河段为例,采用二维非恒定流数学模型研究了河道洪水特性,获得研究区域内全河段水位、水深、流场和水流动力轴线等信息,根据不同时刻的二维模型计算结果得到洪水淹没范围,并结合河湾形态及水流动力轴线弯曲半径确定了迎流顶冲河段。研究结果表明:计算河段的水位变幅沿河道总体趋势从上游至下游逐渐增大,下游峡江坝址附近水位变幅约为2 m,上游吉安水文站处水位变幅约1.4 m,各断面洪峰流量从上游至下游依次出现,上、下游最大流量出现时间相差约10 h;受河道两岸圩堤、山体、高地等条件控制,洪水基本被约束在河道内,部分低洼、平坦地区洪水淹没范围较广。依据研究结果,在研究区域内确定了7处迎流顶冲段的位置和范围。

景洪-橄榄坝枢纽二维非恒定流数学模型研究

景洪-橄榄坝枢纽作为澜沧江国际通航河流的最后两级电站,其联合日调节运行方式对自身发电及下游航运具有重要影响。针对该发电、航运等多目标梯级运行问题,制定了景洪-橄榄坝联合运行的7个调度方案,并以景洪电站运行调度产生的日调节非恒定流为研究对象,建立平面二维非恒定流水力数学模型。该模型采用混合非结构网格(四边形和三角形)离散计算区域,采用Roe格式的近似Riemann解来计算通过界面处的法向通量。通过该模型模拟计算,在保证橄榄坝出境流量满足要求的前提条件下,合理协调景洪-橄榄坝两坝间通航与景洪调峰发电目标,最终得到景洪-橄榄坝联合运行具有实际应用价值的推荐方案。

计算二维非恒定流的守恒型有限元法

二维非恒定流的数值计算已有不少行之有效的计算方法,如有限差分法、有限单元法以及特征线法等。为了便于拟合复杂的河床形状,更好地反映岸边界条件,以及便于适应各种工程措施,这里采用有限单元法方案。但是,由于非恒定流方程中对流项的影响,通常的Galerkin有限元法难以适用。而各种形式的显式有限元法为克服这一困难提供了新的途径,并且简化了计算。本文将显式有限元法应用于守恒型方程,加以必要的磨光技术,以确保二维非恒定流场计算的稳定性。采用九结点等参单元与六结点线型单元的组合,用前者描述一般的流场区域,用后者模拟长堤工程。按此方案所编制的通用计算软件曾被用来对长江口南支河段的天然状况及工程措施实施后的状况进行演算,表明此方案具有较大的实用价值。

河道二维非恒定流场的一种计算方法

本文提出了模拟天然河道二维非恒定流场的一种通用的数学模型,该方法具有收敛快、稳定性好、运算量小、内存少的特点。用该方法对长江北支天生港到白茆河口段的流场进行了模拟,将其计算水位值与实测水位值进行比较,发现结果吻合良好。

二维非恒定流模型在大辽河河道现状行洪能力分析中的应用

对于水流形态复杂、河道弯曲的感潮河段,利用非结构网格,可较好地模拟出河道内的复杂地形,计算并分析河段的现状行洪能力。本文以大辽河为例,在建模过程中考虑上游不同河段来流与下游潮位的影响;使用河道实测横断面,参考设计资料,结合实际洪水确定计算模型参数。研究成果可为河流上游水库群调度提供决策支持。

河口潮流河段二维非恒定流数模研究及应用

本文基于ＳＩＭＰＬＥＲ算法，以长江河口南通河段狼山～四号坝河道为计算实例，建立了一套河口潮流河段二维非恒定流数学模型。实例计算和验证表明：计算的潮位和潮流过程与实测过程吻合较好，计算的流场合理。采用该数学模型还进行了南通华洋液化气有限公司拟建的化工码头对河道及防洪影响的工程计算，也取得了较满意的结果。

河网二维非恒定流数模在防洪规划中的应用

河网二维非恒定流数学模型具有技术上的先进性 ,计算结果的准确性和使用上的通用性 ,应用在海河流域防洪规划中 ,取得了良好的效果。

基于二维非恒定流分析法在河道采砂中的应用

以迁西县滦河河道采砂项目为例,采用二维非恒定流模型分析方法,对由于采砂前后河道地形变化而引起的河道行洪水位、流势变化分别进行分析,并绘出模型区范围内河道水位、流场和水位变化图,为河道采砂设计提供依据。

二维平面非恒定流数学模型的遥感水位数据同化

为了在水流计算中定量化利用遥感水位数据,基于偏微分方程最优化控制理论建立了变分模型来融合二维平面非恒定流的数学模型和数据。根据遥感数据空间信息密集的特点,提出遥感水位数据同化的新算法。采用人工合成数据考察了面域遥感数据对于定常参数和时变两类参数的反演效果。试验结果表明,遥感数据提供的空间分布式信息有利于空间分布式参数的反演识别,而且通过引入考虑水面空间变化信息的附加项,可以改善观测信息的同化,更好地辨识时变参数(流量过程)。以Moselle河的RADARSAT卫星遥感水位数据检验了模型的实用性。

二维非恒定流数学模型在防洪影响评价中的应用

本文介绍了二维非恒定流数学模型的控制方程、定解条件、边界条件、模型剖分、模型调试、计算过程,以及二维非恒定流数学模型在郑武铁路防洪影响评价中的应用实例等。

平面二维泥石流数值模拟方法的探讨

本文提出了泥石流二维平面流动方程组，基于研究泥石流堆积泛滥的流速与泥深分布图像的构思。笔者应用有限差分法进行了数值解．其计算结果与实测结果基本吻合。

一二维联解溃坝洪水数学模型应用研究

在前人研究成果的基础上,建立了一个包括上游库区洪水演进、溃坝过程和下游淹没影响区洪水演进的溃坝数学模型,并采用经验公式和实验结果分别对溃口流量和二维溃坝洪水传播进行了验证。利用所建模型对某水库溃坝洪水演进过程进行了模拟,结论表明所建溃坝洪水模型能较好的模拟洪水从库尾向坝址的传播以及溃坝洪水在下游淹没影响区的演进过程,可以用于实际工程计算。

HEC-RAS二维模型在兰州黄河库区河道中的应用

在库区河道中,水库大坝对河道水流产生明显的阻水现象,对河道水面线影响较大。以黄河兰州段河口电站库区河道为例,分别利用一维能量方程与HEC-RAS 5.0.7二维非恒定流模型推算回水淹没线,并模拟电站出流。对结果进行对比分析,能量方程推求的一维水面线水位明显高于HEC-RAS模型水位成果,并用实测水位流量资料对二维模型进行验证,模拟结果与实测水流情况基本吻合,模型计算坝前水位与实际电站调度水位基本一致,充分验证了HEC-RAS 5.0.7在模拟闸坝水流方面的可靠性以及在黄河(非高含沙河段)进行二维数值模拟的适用性。

渭河下游“二华夹槽”洪灾风险模拟

本文利用水力学二维非恒定流计算分析了渭河下游洪水风险性，并划分了洪水风险区。洪水风险模拟系统反映了洪水演进过程、洪水淹没深度、洪水流速以及洪水流向。经应用效果良好。

三峡工程引航道通航水流数值模拟应用研究

采用二维非恒定流数学模型,模拟了三峡工程上游和下游引航道在不同布置方案和各种枢纽运行方式下的引航道内非恒定水流。研究了坐标变换、网格划分、数值离散、动水边界及干床处理、计算成果可视化等关键技术,提出了处理方法。计算表明该数学模型稳定性好、收敛快、精度高;计算成果与模型试验成果较为吻合。

二维恒定流数学模型在防洪影响评价中的应用

在研读近年来众多优秀防洪影响评价报告的基础上,通过仔细对比、研究,归纳二维非恒定流数学模型的应用条件、方法和范围:总结模型应用的具体情况,包括参数率定、工程概化、结果统计与分析;最后,探讨二维非恒定流数学模型在防洪评价实际应用中的问题。为今后更好地进行防洪影响评价提供良好的理论依据和实际解决方法。

碧流河水库下游洪水淹没损失计算

针对缺乏实测流量资料的水库下游河道,利用二维河网模型系统MIKE21,采用多种工况组合,模拟计算并分析了碧流河水库下游流域在拟定历史洪水条件下的淹没情况及经济损失。建模过程考虑水库调度与潮位等因素的影响;使用水库下游流域最新DEM数据与遥感数据,参考设计资料,并结合计算经验综合确定计算模型参数。

南水北调中线小南河串流片防洪水位计算

传统的多河流串流计算主要采用水库联调的方法,把串流的各条河流概化为静态水库,库水位水平且不考虑横向流动。为解决串流区水流的横向流动及水面线并不总像库水位一样水平的问题,采用二维非恒定流数学模型计算串流区洪水演进。通过概化地形、考虑入流、糙率、边界条件和水流的横向流动等因素,计算出了整个串流区域的水面线、水深、流速、出流等水力要素,并给出洪水演进模拟图,为确定河流与总干渠交叉建筑物的规模、总干渠左岸沿线水面线和对沿线村庄、农田的防洪影响提供了可靠的依据。