基于数学模型的感潮河网水环境改善方案研究——以上海市金山区浦南东片为例

平原感潮河网地区水环境改善方案制定是一个多目标、多变量的优化问题,以上海市金山区浦南东片为例,通过建立水动力数学模型,研究不同工程方案和调度方案组合下,区域中小河道水动力条件和水环境质量的改善效果。研究表明,通过增加南排杭州湾口门等工程方案,可扩大研究区域的引排水量,对南部、东部片区河道水动力条件改善效果明显;通过灵活运用水资源调度方案,可进一步实现不同片区中小河道水动力的显著提升。

二维水动力模型在水利工程航道通航条件影响评价中的应用

运用Mike21软件建立二维水动力模型,分析淮河干流浮山以下段行洪区调整和建设工程中,冯铁营引河分洪闸对淮河航道水流条件的影响。经计算,分洪闸分洪在淮河航道产生的横向水流流速小于0.30 m/s,工程对淮河航道的水流条件影响满足规范要求。该计算结果得到了物理模型试验的验证,为淮河干流浮山以下段行洪区调整和建设工程的航道通航条件影响评价提供技术支撑。研究成果可为分析大流量临河类水利工程航道通航条件影响,即分析影响水流条件提供借鉴。

韩江三角洲河网航道整治水动力数学模型

对韩江三角洲河网区河道进行概化,采用Preissmann有限差分格式和松弛迭代法建立韩江三角洲河网水动力数学模型,并利用2005年的实测水文资料对韩江三角洲河网的水面线、分流比进行验证,最后对2个整治工程方案的整治效果进行模拟计算和方案比选。结果表明:水位计算值与实测值误差一般小于0.05m;分流比计算值与实测值误差小于1%;在整治流量条件下,各河道水位变化很小,分流比增加值最大为2.35%;在洪水条件下,水位壅高值最大为0.07 m,分流比增加值最大为2.06%。

巢湖流域杭埠河水量模拟数学模型研究

杭埠河是入巢湖最大河流,掌握其水量变化是巢湖流域综合管理的基础。针对杭埠河复杂的流域地貌和工情特征,采用水文水动力耦合模拟的方法构建了杭埠河水量模拟数学模型。流域产流以陆面下垫面类型为基础逐栅格分布式计算,各单元产流按照流程汇集至子流域出口。河道水流动力演算采用运动波方程来计算,通过源项实现水文过程与水动力的耦合连接。典型洪水年2016年水雨情过程模拟表明,建立的模型能够可靠捕捉河流洪峰过程,复演杭埠河入湖的水量时空动态变化。

银川“西线供水”工程污染物水动力—水质传递模型

文章采用实地测量、实验和数值计算的方法,利用分析化验、实测数据建立并验证引水管道一维水动力—水质数学模型,建立西夏水库二维水动力—水质数学模型并对水流和水质进行数值模拟。利用FLUENT软件,根据实测水文和水质数据,建立并验证适合西线供水工程的数学模型,利用建立的数学模型进行水流和水质指标浓度的数值模拟研究,验证结果基本符合实际情况,为后续以黄河水为水源的西夏水库在污染物扩散机制、预防、处理等方面开展研究提供了良好的理论保障。

基于一维河网模型的崇明岛水环境容量计算

平原河网地区的水环境治理修复是一项艰巨复杂的综合系统工程,合理计算水体的水环境容量,对于确定水环境综合治理工程的规模尤为重要。以上海市崇明岛为研究区,通过构建一维水动力水质模型,基于模型模拟结果计算了研究区内各河段不同时期的水环境容量,分析了各河段水环境容量的时间变化趋势,结果表明,不同污染因子水环境容量差异较大,其中COD的水环境容量比相应水文期NH_(3)^(-)N和TP的水环境容量大;不同水文期水环境容量差异也较大,即各指标在丰水期的水环境容量均大于枯水期。另外,由于水环境容量受河段长度、水质降解系数的影响,河段长度越长,水质降解系数越大的河段水环境容量越大。

珠江三角洲航道网一维水沙数学模型的可视化研究

从复杂河网的数字化、可视化出发 ,对珠江三角洲航道潮流界、西江和北江航道沿程水位线等的动态演示 ,以及河道中断面水沙特征的可视化研究 ,使得分析复杂河网水沙数学模型的计算结果更简便、直观 .

三角形网格在水动力水环境数学模型中的应用

综合介绍了三角形网格在水动力。

一维水动力模型在航道工程洪水影响评价中的应用研究——以大藤峡来桂2000 t级航道工程为例

为准确、系统地对来宾至桂平全长193.876 km的2 000 t级航道工程进行洪水影响评价,对一维水动力模型率定验证,聚焦河道运行水位变化,分析评估航道整治建设对河道行洪、水文测站观测、桥梁运行、取水口等方面的影响。结果表明,工程实施会造成工程段水位下降,对水文测站的水位观测方案造成不利影响,需采取相应补充监测等补救措施,对桥梁、取水口、行洪排涝、灌溉等基本无不利影响,评估结果可为水行政部门审批及管理提供较为丰富详实的依据。

大田平原河网水动力和平面二维数学模型研究

从大田平原地势低洼、调蓄控制性工程不足和灵江水位高阻水严重等方面分析了洪涝灾害形成的原因;对大田平原河网进行了水动力分析并建立平面二维模型,通过对地形水深修正、调整河床阻力糙率系数和涡粘系数的平面分布,对模型进行了验证计算,模型计算结果表明,模型所采用的水文分析成果、水利计算方法、验证的水动力计算参数、取得计算成果和参数可靠.

西南地区典型河道型水库水温结构及水动力机制研究

大型河道型水库在发挥水电效益的同时,其特有的水温分层对水环境的影响不容忽视。现有研究多偏重于水温垂向差异及时空演变规律研究,对于其形成过程的水动力影响研究尚不够深入。本研究利用数学模型模拟分析西南地区典型河道型水库—乌东德水库水温结构变化过程,发现水动力条件是水温结构形成的决定性因素,主温跃层的形成和演变取决于温差异重流导致的水动力机制。2—3月来水下潜于水库底部,二者界面形成主温跃层,并不断向库区下游发展;4—6月来流形成中间流,其上和其下分别形成两个温跃层;7月入库水流为上浮流,其下形成主温跃层;坝前局部区域水体主温跃层因取水孔口动力抽吸作用等温线出现局部收缩。

平原感潮河网水动力模型研究

利用一维Saint Venant方程组、河网汊点连续方程及边界条件建立了河网水动力学模型 ;采用Abbott六点隐式差分格式离散控制方程组 ;求解河网时 ,将河段方程自相消元 ,得到以汊点水位为基本未知量的汊点方程组 ;采用汊点优化编码来降低汊点方程组系数矩阵的带宽以提高计算精度和节省计算耗时。对上海市平原感潮河网进行了合理概化 ,利用1999年 6月～ 9月的实测水文资料进行了率定 。

淮河干流正阳关至吴家渡段水动力数学模型及应用

为了研究淮河干流正阳关至吴家渡段河道泄流能力、河道整治工程方案及洪水调度方式等,针对河段的特点,建立了该段河道水动力数学模型,模拟了2005年和2007年洪水过程。验证计算结果表明,模型计算精度较高,可为正阳关至吴家渡段河道综合治理和行洪区优化调度等研究提供计算平台。利用该模型分析了荆山湖行洪区在2007年洪水过程中的运用效果,计算结果表明,荆山湖行洪区运用可以降低田家庵站的水位,加快了所在河段洪水汇流速度。

中药材吸水膨胀动力学数学模型的建立及对大黄的验证实验研究

目的 :建立中药材吸水膨胀动力学数学模型及对大黄进行研究 ;方法 :用动力学方法建立中药材吸水膨胀动力学数学模型 ,用余水法测定不同时间大黄药材吸水量 ,并用残数法对数据进行曲线拟合 ,其拟合优度采用方差分析 ,以确定大黄药材的吸水动力学模型 ,再进一步计算各动力学参数。结果 :中药材吸水膨胀遵循多元一级线性乳突模型 ,大黄药材吸水膨胀的动力学模型为三室 ,α =0 .32 4 1min-1 ,β =0 .0 1 85min-1 ,π =5 .6 5 9× 1 0 -3 min-1 ,V∞T =1 .72 6mL·g-1 ,V∞1 =1 .0 0 8mL·g-1 ,V∞2 =0 .2 81 4mL·g-1 ,V∞3 =0 .4 36 6mL·g-1 ,K =0 .2 1 86min-1 ,K1 2 =0 .0 2 4 2 6min-1 ,K2 1 =0 .0 74 2 2min-1 ,K1 3 =6 .4 0 2× 1 0 -3 min-1 ,K3 1 =0 .0 2 4 81min-1 。结论 :中药材吸水膨胀服从一级线性动力学量变 ,可用线性乳突模型表达。

飞碟型网箱水动力模型试验与理论计算比较

通过飞碟型网箱模型试验,得出网箱水阻力和网箱网形的变化与流速之间的关系。网箱总阻力与箱体网衣湿水面积成正比,正常工作环境下网箱水阻力与流速之间成F=36090×V1.7904的关系。理论计算值一般比模型试验所得的网箱水阻力小10%左右。随着流速增加,网箱立柱向前倾斜的程度略为增加,当水流达到2kn时,其倾斜角约为5°。模型试验中,网箱网衣在不同的流速下变形不大,网箱容积基本保持不变。

珠江三角州河网与伶仃洋一、三维水动力学模型联解研究

建立了珠江三角州河网区一维非恒定流水动力学数学模型,并根据实测资料对模型进行了率定验证;利用伶仃洋水域三维水动力学模型的研究成果,采用时段交替法对一、三维模型进行了耦合计算;利用1978年7月在珠江三角州河网区和伶仃洋区同步实测的水文资料对耦合模型的计算结果进行率定验证,结果表明,模型计算值无论在珠江三角州河网区、交接断面以及伶仃洋区均与实测资料吻合较好,该模型可用来描述珠江三角州河网区和伶仃洋区的水动力学过程.

运用隔室理论研究中药材吸水膨胀动力学总室线性乳突数学模型及参数分析

目的：运用隔室模型研究中药材吸水膨胀动力学总室线性乳突数学模型并对参数进行分析;方法：运用隔室理论及动力学方法建立中药材吸水膨胀动力学数学模型,用拉氏变换法求解,研究总室与单独隔室的数学模型的关系,并对总室模型求算的各参数进行分析.结果：中药材吸水膨胀总室,与各隔室一样遵循一级线性乳突模型,V_T为e的指数函数之和形式,总室膨胀为各分室膨胀之和.VT^∞、Vi^∞可通过非线性曲线参数估计算得,各参数（转运常数）由其与αi的关系方程组算得.结论：中药材吸水膨胀动力学表现为一线性乳突模型.总室与单独室一样可求得各动力学参数,该模型在一定条件下可直接转变为药物动力学数学模型.

OpenMP在水动力数学模型并行计算中的应用

采用PGI Fortran7.1-2(Portland Group)的OpenMP技术对二维水动力数学模型进行了并行优化试验。并行后,数学模型运行时间明显减少,在对同一算例的水流计算模拟中,串行和并行所需运行时间分别为5 336.781 s和3 454.296 s,平均加速比为1.56,平均并行计算节省时间36%,明显提高了水动力学数学模型的运算速度。

黄浦江干流二维水动力实时数学模型研究

本文基于二维浅水化水动力学方程组 ,运用伽辽金加权余量法导出适用于黄浦江干流的有限元公式 ,对计算区域采用四边形单元剖分 ,利用有限元数值计算模型模拟黄浦江干流动态水文动态变化过程 。

黄河下游水动力学数学模型的研究与应用

依据水沙运动基本方程 ,结合黄河水沙特点 ,建立了黄河下游河道一维恒定不平衡输沙数学模型。用黄河下游1960～ 1965年、1965～ 1974年、1974～ 1996年 3个时段的水沙资料对模型进行了检验 ,验证结果与实际基本相符。模型用于小浪底水库运用方式研究中 ,进行了多种方案的计算。