考虑水流演进规律的引大济湟工程水量调度研究

针对引大济湟工程供水调度范围广、水利设施多样以及工程调度目标复杂等难点,提出考虑水流演进过程的大系统分解协调技术,构建引大济湟工程水量调度模型。该模型基于大系统协调分解理论将引大济湟工程划分为多个子系统,利用子系统间的水力联系构建协同机制,获取各项水利设施调度方案信息,并结合一维水动力模型获取各个节点断面的水位、流量关键信息。结果表明:相比于仅通过水量分配模型获取的调度方案,采用该模型得到的方案不仅可满足供水需求,还可实现对供水过程的动态跟踪、模拟仿真,为用户提供更为精准、科学的供水调度方案编制手段,进一步确保沿线供水安全。

畦田灌溉水流演进计算简化模型研究

在对水量平衡模型进行修改的基础上,结合零惯量运动方程,以水量平衡方程为基础,对畦灌水流演进模型的结构进行了研究。应用无因次系统模型,求得了模型的显式和隐式解。该模型可以用来计算畦灌水流演进距离。对山东省陈垓引黄灌区畦灌水流演进计算结果表明,该模型比以往使用的模型简单,计算精度与较复杂的零惯量模型的计算精度相当。模型计算不需编程,可以手算完成全部计算过程,解决了传统的水量平衡模型无法解决的问题。

漳河总干渠水流演进反演预测的神经网络模拟研究

“节水”是新时期治水方针的国策之一。在给定灌区各需水口预测需水过程的情况下,如何反演渠首应该泄放的流量过程是精准灌溉、节约用水的主要手段。应用漳河总干渠历史灌溉资料,采用线性神经网络和BP神经网络方法按流量大小分级进行渠首泄放流量过程的反演计算,可得到渠首的下泄流量过程。反演计算表明,应用神经网络方法进行灌区渠首泄流量的反演计算结果可以作为渠首泄流过程参考,有利于促进灌区的节水。

黄河下游凌汛封河期河道水流演进分析

黄河下游凌汛封河期河道水流演进问题十分复杂,本文结合实例,对凌汛封河期河道水流演进过程进行了分析,对其特点进行了论述.

尾矿库溃坝水流演进的数值模拟

为研究尾矿库溃坝后水流演进过程,基于N-S方程和RNG k-ε紊流模型建立了三维溃坝模型,尾砂的输运计算采用了推移质方程和悬移质方程。模拟了水槽溃坝试验,并将模拟计算的水位和沙床高程与试验数据对比,结果显示两者吻合度很高,证明了所建数学模型的准确性。以某尾矿库为例,利用该数学模型模拟尾矿库溃坝并设置相应的监测点,从流速、水深和淤积厚度3个方面研究了溃坝后水流的演进过程,结果发现3个监测点的最大水深非常接近,下游水位最大高程为22.6 m;P_2点尾砂淤积厚度最大。

多分水口渠道的水流演进方法研究

农业水资源高效利用是节约用水的重要内容,灌区节水是农业节水的重点领域,开展灌区渠系水流演进研究,对灌区精准调水具有重要意义。以漳河灌区二干渠为研究对象,基于马斯京根水流演进基本原理,针对具有多个分水口渠道的水流变化特点,开展了渠道水流演进的“先演后合”和“先合后演”方法对比研究。应用结果表明,“先演后合”得到的渠首流量均值更接近实际情况。本研究不仅可用于推求渠首配水过程和模拟各断面水位过程,而且可为灌区开展渠系水量的科学精准调度提供决策依据。

潮白河北京段生态补水调度方案研究

【目的】生态补水是复苏河湖、维持河道内生态功能、提升生态价值、促进生态文明建设的重要措施。我国华北地区河道天然生态基流不足,可用于河道生态补水的水量十分有限,如何利用有效的生态补水量,达到河道生态补水的最佳效果,需要科学地研究生态补水调度方案。为确定季节性河流常态化生态补水流量范围及流量过程,【方法】在研究河道生态补水演进和水量损失变化规律的基础上,以2021年潮白河北京段秋季生态补水为例,采用MIKE 11构建河道一维水动力模型,模拟研究了河道不同生态补水规模、流量下泄过程、沿程断面水量变化和水流演进过程等,确定了补水水量、流量及补水时长等关键参数和范围。【结果】结果显示:补水流量越大,生态补水首次全线贯通天数越短。河道演进时间和水量削减率指标与补水时长呈正相关关系,与补水水量成反比。【结论】结果表明:补水流量在55~65 m^(3)/s时,可以减少全线首次贯通天数和贯通水量;补水时长为90 d,密云水库出库流量为25 m^(3)/s时,可以实现干流北京段全线通水,基本无水量达到白庙断面,是实现潮白河北京段河道贯通补水流量的最低阈值(1.9×10^(8) m^(3));生态补水水量充足情况下,综合考虑生态补水地表-地下协同修复及河道演进过程,建议生态补水总量控制在2.7×10^(8)~3.3×10^(8) m^(3)、补水时长控制在90~120 d为宜,且较优的生态补水期为3—6月。

黄河下游凌汛期河道槽蓄增量分析

影响黄河下游河道槽蓄增量的因素,主要为气温、封河流量、封河后来水量、河道形态;结合不同河段的实测资料,分析了槽蓄增量的变化过程,为槽蓄增量计算提供了数据基础.

三江平原三环泡湿地生态补水效果

以三环泡湿地保护区为研究对象,在分析湿地需水规律、设计补水位置和补水时段的基础上,确定了4月一次性补水、4—10月逐月按需补水、4月和7月分期补水等3种补水方案,采用MIKE21模型对相应的补水过程进行模拟计算,并基于补水面积和水深等指标进行补水效果分析。模拟结果表明,3种方案补水面积均增加,其中4月和7月份分期补水方案效果最佳,补水面积较大、水深适宜,同时补水过程可满足三环泡湿地需水过程,能为湿地生物提供适宜生存环境。本研究可为湿地生态补水提供研究方法和决策参考。

高含沙洪水演进过程及动力学机理分析

高含沙洪水的演进十分复杂,洪峰流量一般表现为沿程减少,也经常发生沿程增加的情况。本文以黄河下游高含沙洪水为对象,基于守恒形式的高、低含沙统一浑水运动控制方程、特征线理论和变量沿特征线传播的物理本质,分析了含沙量沿程分布、冲淤作用、重力及阻力等关键因素对洪水演进的动力学作用机理和影响特征。研究表明,洪水传播过程中泥沙的存在和含沙量变化增加了洪水传播的不稳定性,由此导致的浑水密度沿程差异、剧烈淤积、重力和阻力调整均是洪峰增值的重要原因。并利用黄河下游实测高含沙洪水过程验证了本文的结论。

黑河干流正义峡-狼心山段河道渗漏量计算及模拟

综合考虑来水条件和渗漏容量,利用平均水面宽度与渗漏率的乘积求得单位长度渗漏量,采用水面宽度的变化表征渗漏面随水流起伏变化,建立了黑河正义峡-狼心山段河道渗漏模型,模拟了2005—2013年河段渗漏量变化;并以此建立了河道前期过水和未过水条件下正义峡流量和正义峡-狼心山段渗漏量之间的关系。结果表明:(1)强烈渗漏条件下天然河道水流演进模型对正义峡-狼心山段渗漏模拟效果较好,总体误差小于5%;(2)模型模拟的2005—2013年年均渗漏量为2.69×10~8 m^3,与以水量平衡计算的年均2.84×10~8 m^3大致相当,绝对误差为0.15×10~8 m^3,表明模型模拟的结果较好;(3)正义峡流量和正义峡-狼心山段河道渗漏量呈显著的指数关系,实际调度工作中,可利用该模型计算渗漏量并预测下游的来水过程。