二维水沙模型涉水建筑物防洪影响计算

建立了基于有限体积法的平面二维非恒定流数学模型,采用黎曼近似解通量差分裂(fds)格式计算通过各单元边的水流法向数值通量,并应用相关的悬移质、推移质河床变形计算公式计算冲淤变化。模型应用于浙江省49省道温溪至鹤城段改建工程河道水流状况的模拟,结果表明工程修建后工程段的中间部位以上以及外侧附近水位略有壅高,最大壅高值0.03m;工程区附近流速减缓、靠近河道中央流速略微增大,最大增幅约0.12m/s,河道冲淤幅度在0.3m以内。

依据《防洪法》等有关规定,对河道管理范围内的建设项目和位于河流影响范围内的重要建设项目应进行防洪影响评价,重要的防洪工程应运用数学模型分析计算。选用数学模型时,可根据实际情况,在满足工程实际的需要条件下,适当的选用一维或二维数学模型。本文运用二维数学模型对吉林油田新民采油厂拟在河道滩地内新建油井工程进行壅水计算,并采用经验公式法进行校核。结果表明:对于河道内复杂地形及建筑物的防洪评价壅水计算,相比二维模型计算结果,经验公式计算结果偏小,采用二维模型计算结果进行防洪评价,结论更安全、可靠。

针对涉水建筑物的调度运行影响河道行洪能力的现象,构建基于saint-venant方程组的一维水动力模型,并由abbott六点隐式有限差分法近似求解方程组。利用实测断面数据对模型进行了等间距插值加密,根据建筑物实际属性结合模型计算要求,对阻水建筑物进行了概化处理。在河道工况复杂的清水河固原城区段的应用结果显示,该模型较为准确地模拟了橡胶坝及过水路面对河道洪水演进的影响,体现了挡水建筑物的过流阻水效果。模拟结果不仅可用于校核河道防洪设计标准,而且对相关部门采取防洪决策也具有一定参考价值。

以长江与洞庭湖汇流段拟建某特大桥为例,采用数值模拟手段,分析了修建大桥对汇流段行洪的影响。数值模拟结果表明,特大桥修建对江湖汇流段行洪影响较小。

码头建设会对河道行洪、堤防及其他防洪工程的安全造成不利影响.防洪影响分析是码头工程设计中一项重要技术工作.采用平面二维潮流数学模型,对长江镇扬河段水流运动以及拟建码头工程对防洪的影响进行了数值模拟计算.结果表明,在防洪设计洪水、平滩水位流量和多年平均流量3种水流条件下,工程兴建后水位壅高最大值约1.2cm,水位降低最大值约1.5cm,流速最大增幅约0.05m/s,最大减幅约0.23m/s.码头兴建后对工程河段的水位和流场影响较小,不会对河段的行洪带来不利影响.

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。

通过建立二维水动力学数学模型,对阿什河珍珠岛围堤扩建进行了防洪影响分析及评价,分析表明围堤扩建引起的河道水位最大壅高0.19m,流速最大增加0.25m/s,局部河段将不再满足防洪规划堤顶安全超高要求,但不会影响其它防洪规划的安排与实施、防洪规划的总体要求和整体目标,对本河段的防洪、河势稳定、防汛抢险以及第三方合法的水事权益也无明显的不利影响。

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。

针对长江中游宜昌至枝城河段卵石夹沙河床级配分布宽等特点,建立了非均匀悬沙、底沙二维数学模型,尤其是考虑了底沙的不平衡输移及冲淤过程中床沙的级配调整问题,对计算中的关键问题提出了处理方法,利用水文、泥沙及河床变形资料对模型进行了水面线、流速分布及冲淤过程的详细验证,尤其是进行了葛洲坝水利枢纽运用后、1998年洪水前后及三峡工程运用后的验证。在此基础上,根据设计单位一维数模提供的水沙边界条件,预测了三峡工程蓄水初期该河段的冲刷量、分布及床沙粗化过程。

文章以跨辽河的某座大型桥梁为例,对5a一遇设计洪水条件下的河道流场分布特征和水位变化情况,利用平面二维数学模型进行了模拟分析,并对比分析了流场变化和雍水。研究表明:在5a一遇设计洪水条件下的桥墩附近,跨辽河的某座大型桥梁的桥墩出存在一定的流场变化和雍水,工程建设可对辽河产生局部的影响作用。

针对单纯使用一维或二维数学模型难以准确高效模拟大型涉水工程对水域影响的问题,通过利用一、二维联解潮流数学模型,在珠江口某港区码头工程附近使用二维模型,对该区域流场和流速变化范围进行模拟,其余水域采用一维模型模拟。结果表明,工程对珠江东四口门及工程周边水域水位、流速、河道潮量及分流比、潮排、潮灌、排涝等影响不大。结论认为,一、二维数学模型联解计算可以用于大型工程,尤其是海域内大型工程的防洪评价计算,并能够得出较为可靠的计算结果。

本文结合北江下游具体河段,针对河段弯曲及河道分汊的特性,考虑岸滩崩塌展宽进行边界处理,建立了二维平原型弯曲河道水沙数学模型,正确地计算模拟了河段中大江心洲和丁坝的绕流阻水现象,准确地处理了滩地漫水、鱼塘及挖沙坑蓄水及其对河道演化趋势的影响,为河道的科学治理提供了依据。在计算方法上,本文采用了二维有限元的方法,可进行网格自动剖分和局部加密计算模拟。

以西藏日喀则市卡龙沟泄洪渠为例,应用固液两相流理论,探讨了三维瞬态asm模型在渠道泥沙淤积计算中的应用。asm模型可以完全考虑渠道在三维空间上的变化以及水沙之间的相互作用,通过模拟计算得到泥沙淤积过程及淤积量。结果表明,asm模型可以用于河道泥沙计算,为河流整治及工程设计提供科学依据。

数学模型是防洪评价的一种重要技术手段。介绍了二维水流数学模型的基本原理以及二维水流数学模型在广西梧州市塘源综合码头防洪评价中的应用实例。结果表明:码头建成后,工程区上游约1.7km至工程区下游约1.1km范围内流场发生了变化,但变化幅度较小,在各频率洪水条件下,流速最大增加值与减小值均不超过0.1m/s,且分布在工程所在位置附近,说明工程对所在河道总体河势稳定影响不大。

二维水流数学模型作为一种先进的工具,可为工程研究提供更丰富、更精确的信息,在港口、河道治理等领域均有广泛应用。本文采用二维水流数学模型分析了鹰潭信江特大桥兴建后对工程河段行洪及流场的影响,为桥梁防洪影响评价提供了科学的决策依据。

根据江苏灌河(盐城与连云港两市交界河)天然潮汐河道特点,结合船舶修造行业舾装码头建设要求,采用平面二维水流数学模型,对拟建码头处的潮位、流速、潮形等水力因素,利用上下游实测资料进行求解和率定,通过分析和计算,能够更加准确地反映码头等涉水构筑物产生的壅水影响及潮流场变化情况,为科学合理地评价船舶修造项目的行洪影响提供依据。

在山区河流上修建涉水工程需考虑其对河道水流特性的影响,而山区河流水流运动的复杂性使此研究变得较为困难。该文建立了基于非结构网格的平面二维水流运动数学模型,并验证了其可靠性。采用该模型对岷江河段模拟计算,计算结果表明河段上拟建大桥的存在对河段水流特性无明显影响。

三门峡建库后,潼关高程急剧抬升,导致渭河下游淤积严重,逐渐形成\"地上河\

本文以恒河华洲水库工程长系列的水沙资料进行分析，由于沙量资料仅有1958年-1992年共35年系列，为此，水沙系列采用1958年1月～1992年12月的水沙系列进行分析计算，计算表明：恒河华洲水库淤积形态为三角洲淤积，并得出该水库不同运行年限的淤积量、淤积库容曲线以及坝前淤积高程。为确定供水建筑物进水口最低高程提供基础参数，以便更合理的确定水工枢纽工程的总体布置。

强冲积河流过程泥沙运动非常活跃、河床变形快,与水流之间存在强烈的相互作用.传统的基于简化控制方程的非耦合数学模型违背了基本守恒律,只能近似地适用于弱冲积河流过程.建立普遍适用于强、弱冲积过程的二维水沙耦合数学模型,将现有对不可冲刷床面浅水二维流动的、可以捕捉激波和接触性间断的waftvd二阶数值方法扩展至可冲刷床面浅水二维水沙运动问题.应用该耦合模型研究了典型冰湖溃决洪水过程.

壅水计算是桥梁防洪评价报告中的关键内容,目前多采用经验法,计算结果的合理性难以判定。文章结合宝贤中桥实例,采用mike21fm二维水流计算模型对桥梁涉河河段进行数值模拟,并通过一维水面曲线结算结果对模型进行率定分析。结果表明,mike21fm二维水流计算模型的模拟精度能够满足对该河段洪水分析计算的要求。

文中将一维、二维模型的待求变量用边界水位的线性方程表示,在一、二维模型连接断面处,利用节点处流量守恒条件,实现一、二维模型的耦合。以大港独流减河为例,采用该耦合模型分析了钻井平台对河道水流的影响,模拟结果表明该模型设计合理,具有一定可靠性和实用性,可用于防洪评价中工程建设项目对水流的影响分析。