天然河道岸边排放浓度场的测量及对深度平均模型的验证

给出了对某工厂高含盐量废水出流在一天然河流形成的全盐量浓度场进行的现场测量的结果 ,并采用深度平均的紊流数学模型对测量工况下的流场和浓度场进行了计算 ,得到的计算结果与实测值具有较好的一致性 ,说明采用的数学模型对类似的问题具有较好的适用性 ,可以用于宽浅型河流岸边排放浓度场的预测。现场实测资料对于水质模型的验证和率定具有重要价值。

考虑紊流效应的深度平均二维模型在澜沧江水质预测中的应用

采用可靠的水动力水质模型对水质进行预测是水污染治理的有效措施。常用的深度平均二维浅水模型因忽略了紊流项的影响,难以准确模拟水流运动,会对水质预测造成影响。鉴于此,本研究构建了考虑紊流效应的二维水动力水质模型,以南木冷河汇入澜沧江段为研究对象,分析不同排污情景下的污染物浓度变化。结果表明,构建的二维水动力水质模型在研究区域具有较好的适用性,排污口设置对水功能水质达标存在不利影响。本研究可为澜沧江水环境保护提供科学依据。

紊流深度平均二方程新模式及其在天然河道数值模拟中的应用

本文提出了一个深度平均二方程新模式(—),用来封闭可以考虑水深变化的深度平均控制方程组。在平面受限温差射流的九种不同工况下,与深度平均 — 模式进行了客观而详细地数值比较研究。同时,将新模式应用于天然河流一岸有三个排放口,水下地形变化的岸边排放复杂工程实例计算,在计算过程中,进一步与 — 模式以及目前工程上常用的简单方法进行了分析和比较,证实本文提出的新模式,用于通常排放流量相对较小情况的近区和过渡区模拟时,要优于经典的 — 模式和其它工程上常用的简单方法。

沙湾水电站左岸坝肩“地窗式”防渗方案优化计算与分析

采用深度平均渗流模型结合2维立面渗流模型,对沙湾水电站左岸坝肩"地窗式"防渗方案进行了渗流量、渗流场及渗透坡降的计算;根据计算结果,对"地窗式"防渗方案进行了优化计算,提出了满足本工程防渗要求的阶梯型"地窗式"防渗体体型;计算结果表明沙湾水电站左岸坝肩采用阶梯型"地窗式"防渗体体型后,不仅可取消50m深防渗墙下施工繁琐的墙下帷幕灌浆3000余米,而且全封闭砼防渗墙可做成悬挂式,大大降低了防渗墙的最大深度和施工难度,还节约防渗墙900余米,其工程经济效益显著;本文方法对类似工程问题具有重要参考价值。

紫坪铺水利枢纽工程面板堆石坝垫层过水渗流分析计算

运用深度平均渗流模型,结合二维立面渗流模型对紫坪铺面板堆石坝垫层过水渗流情况进行了渗流量、渗流场及渗透坡降的数值模拟计算,得到了不同喷层渗透系数下的坝体单宽渗流量,并得出了只要将垫层前喷层渗透系数控制在1．0×10-4cm／s左右,则该垫层过水方案是合理可行的结论。计算模型及结果分析对该工程和类似工程都有一定的参考价值。

基于环境容量河段法的船闸优化设计

引入完全深度平均紊流模型,对姚江船闸河道的脉冲状非稳态流场进行了数值模拟,得到河道内盐水流速和浓度场的分布。提出"环境容量河段"的概念,以内河盐水浓度作为控制目标,为在感潮河流修建无泵站船闸提供了一种可行的方案,优化了船闸的水工设计。

新疆准噶尔盆地不同径级梭梭和白梭梭的水分来源

在干旱区,水是植物生长发育的主要限制性因子。运用稳定氧同位素技术探究了准东地区生长在相邻地段不同径级的梭梭(Haloxylon ammodendron)和白梭梭(Haloxylon persicum)的水分来源。通过测定不同径级梭梭和白梭梭的小枝木质部水、不同土层的土壤水以及地下水的δ18O同位素值,运用MixSIAR模型、平均吸水深度模型和直观图法分析不同径级梭梭和白梭梭对各潜在水源的利用比例和主要吸水层位。结果表明:生长在丘间低地的四个径级梭梭主要水源是土壤水,随着径级的增长,梭梭水分利用方式更加灵活,趋向于利用稍浅层的土壤水。生长在沙丘顶部的四个径级白梭梭主要水源是土壤水,随着径级的增长,白梭梭更趋向于利用深层土壤水。梭梭和白梭梭通过不同的水分利用策略合理的利用干旱区有限的水源。

库布齐沙漠油蒿灌丛水分利用来源对降雨事件的响应

以内蒙古自治区鄂尔多斯沙地草原改良试验站的灌木油蒿为研究对象,通过直接对比法、稳定同位素技术和平均吸水深度模型,测定分析树木枝条、土壤含水量、氢氧同位素组成等,探明油蒿在小降雨前后对水分利用的响应。研究了7-9月典型小降水事件对油蒿水分利用来源的影响,植物生长季初期(7月)降水量6.5 mm,植物生长季中期(8月)降水量9.4 mm,植物生长季末期(9月)降水量7.5 mm。结果表明:(1)7月油蒿降水前后均利用40~60 cm土层土壤水;8月降水前油蒿主要利用100~120 cm深层土壤水,降水后则主要利用40~60 cm土层土壤水;9月降水前后油蒿均利用0~20 cm表层土壤水和100~120 cm土层的深层土壤水;(2)7月降水事件发生后油蒿利用土壤层位无明显变化,8月降水事件发生后吸水层位由深层土壤转变到含水率较高的浅层土壤,其吸水层位为8.17 cm;在9月降水事件发生后植物主要吸水层位为16.89 cm;(3)研究说明,油蒿水分利用特征对小降水事件有不同的响应,在生长季初期和生长季末期对降水事件响应不明显,而生长季中期油蒿对降水事件相应强烈,油蒿会改变自身的用水策略,从利用深层土壤水转向利用含水率更高的中层土壤水。

磨刀门河口枯季波生流场数值模拟研究

本文建立曲线坐标系下的双曲型缓坡方程波浪模型和考虑波浪辐射应力影响的深度平均2D潮流数学模型,首次研究了磨刀门河口2011年地形条件下的枯季波生流场。受波浪作用影响,落潮阶段,波浪作用方向与流向相反,在波浪顶托效应下拦门沙沙脊及外坡处流速普遍减小,形成两个主要回流区,口门外东西两侧浅滩处流速也减小,东西两汊及横洲深槽流速增大;涨潮阶段,波浪作用方向与流向相同,拦门沙沙脊及外坡处流速增大,沙脊处出现冲越流,口门两侧浅滩处流速增大,横洲深槽流速减小。

弯道水流的两步隐式算法研究

采用优于SIMPLEC算法的两步隐式解法求解二维曲线坐标系下的浅水方程,建立了二维弯道水流数学模型。对流项采用二阶精度的Roe格式离散;物理变量采用适体坐标系下的同位网格布置,网格界面流速由动量插值法计算;紊动黏性系数由修正的k-ε模型确定。采用此模型对弯道内的水流流动进行了数值模拟,计算结果和实测数据吻合较好。