长江荆江、武汉河段河床变形计算

根据河道不平衡输沙原理,提出计算河道变形的基本方程组,按稳定非均匀流分河段逐时段进行水流和泥沙冲淤计算,探讨河道治理后河床变化以及由此引起水位的变化,为河道整治规划设计提供数据.     

有潮河段洪水过程水位动力数值预报方法在闽江下游的应用

为了求解感潮河段的不稳定流方程组,本文对方程组直接进行离散,然后根据所计算河道的断面情况用已有的洪水进行模拟以求得有关参数。确定后的参数与离散方程一起可用于未来的洪水预报。     

一维圣维南方程组在非恒定流计算中的应用

天然情况下，河道水流在某河段内可能是恒定流，亦可能是非恒定流。一般地，山区性河流多视为恒定流，但在河道干支流的汇合口、河道与湖泊的交汇处、以及潮汐河段等处的水流常常为非恒定流。对于非恒定流， 用常规的水文学方法难以分析计算出河道水流的各个水文特征值，圣维南方程组则是解决此类问题的途径之一。运用圣维南方程组建立一维数学模型，应用芙蓉江江口水文站、长江徐六烃水文站实测水文资料进行分析验算，对解决非恒定流方面的一些实际的水文问题进行初步分析和探讨。     

平原河网不恒定流计算的节点水位法

在进行河道或流域的防洪、除涝、灌溉和航运水利规划中,必须进行相应的水利计算。其中大都属于明渠不恒定流问题,在数学上归结为一组拟线性双曲型偏微分方程组(圣维南方程)的求解。由于解算这类问题在计算上的复杂,目前在生产实践中通常都结合河道或流域的特点,采用某些简化方法。但是在很多情况下,例如枢纽泄水大幅度变化、山区河道山洪暴发的洪水演进以及滨海地区感潮河道的潮汛计算等等,都必须采用较精确的求解方法才能得到满意的结果。     

一维不恒定流河网数学模型研究与应用

河道中洪水数值模拟主要用求解描述洪水波运动的圣维南方程组，依数值计算解法不同而产生了不同的模型．在海河流域大清河北支及中下游河道洪水数值模拟的实际工作中，应用了一维河网模型进行洪水的模拟计算，并根据实际情况加入了蓄滞洪区调度、泄洪闸控制调度以及近年来北方河道入渗的特点等条件，计算效果良好．现对模型的理论基础和解法以及实际应用经验作一简述。     

河道溃堤与溃堤波的一、二维耦合计算数值模拟

建立了一维河道溃堤与二维溃堤波耦合计算的水力模型、其中，河道的计算采用一维明渠非恒定流Saint—Venant方程组，求解的过程与溃口的数值模拟耦合；溃堤按渐溃计算，将溃口模拟为梯形，随时间线性增大；溃堤波的计算采用在有限体积无结构网格上建立的TVD—MUSCL格式．模拟算例表明，建立的河道溃堤与溃堤波的一、二维耦合计算水力模型模拟结果比较接近真实溃堤过程．     

面向对象方法在河网非恒定流计算中的应用

运用节点一河道模型将河网划分为性质单一的子河道,子河道之间依靠节点来联系。并依据子河道的圣维南方程组和节点的补充方程。提出了整个河网非恒定流的计算方法。采用面向对象的程序设计语言。基于类的数据封装特性,分析了河网非恒定流计算程序中河道类、断面类、矩阵类以及节点类的实现方法。     

地下水流与河网水流的耦合模型

从河道水流一维不稳定流(扩展的圣维南方程组)有限差分的递代方程和地下水的有限元数值方法出发，通过河道四周地下水流与河道水流的交换流量把两个模型数值计算的矩阵方程从理论上耦合起来.理想水文流域系统的计算结果表明，模型的设计是合理的     

基于某四节制闸的一维水流模型及验证分析

为研究水利工程中闸下河段水位变化规律,以苏北某四节制闸为研究对象,采用一维数学模型三级联合解法,将该区域各单一河道划分若干计算断面,并于断面上对Saint-Venant方程组进行有限差分运算。通过求解各断面水位及流量为自变量的差分方程组和根据节点连接条件辅以边界条件形成的各节点水位方程,得到各单一河道各断面水位及流量,并进行水位、水流及冲砂验证。验证成果表明,该模型能较好地反映下游水流冲刷情况,对类似工程项目具有参考意义。     

自然河道一维水流数学模型

基于完整的圣维南方程组和有限体积思想的数值计算格式,开发了河道一维水流数学模型,可广泛适用于自然河流恒定或非恒定、均匀或非均匀以及急流、缓流和临界流共存的水力计算。     

洪涝仿真模型中河网洪水的计算研究

为在洪涝仿真模型中计算河网及工程调度下的洪水演进,并综合考虑河道洪水与地面洪水的相互影响,本文建立了一维圣维南方程和河网汊点水量平衡方程组,按照preissmann四点差分格式进行离散,采用泰勒级数近似的方法计算了河网中跨河闸门在关闭、自由出流和淹没出流三种状态下的过流能力,利用并修改了矩阵标识法求解方程组,研发了一维河网模拟模型;利用堰流公式建立一维河网模拟模型和二维洪涝仿真模型的连接,实现了一、二维模型的耦合。从文献中选择典型算例验证模型,模拟结果与文献相同。以长江、汉江和东荆河河网及杜家台和洪湖蓄洪区为工程实例,模拟的河网洪水与实测数据基本一致,河道与两个蓄洪区的水量交换合理,证明新建立的一维河网模拟模型具备了对河网洪水演进的模拟能力,与二维模型耦合的方法合理。     

郁江贵港"2001.7"洪水及实测流量分析

通过与 1994年 7月大洪水的比较 ,从影响洪水流量因素的水力半径、河道糙率、比降、堤围等方面分析 ,论述郁江贵港河段 2 0 0 1年 7月大洪水实测流量的正确性和合理性 ,有助于人们对贵港洪水特性的认识。     

汛期分洪溃坝波的数值模拟

本文以二维长波方程为基础,将文献[1]中介绍的方法应用于模拟溃坝波运动。假设在波还没到达的区域有一层很薄的水层,此水层的存在不影响波的运动;在分洪口门处利用堰流公式,将二维长波方程与一维圣维南方程联立求解,成功地进行了天津市永定河的泄洪能力及汛期分洪的数值预报。     

河道洪水实时预报模型及在寸滩—螺山河段的应用

采用水力学和水文学相结合的方法，根据河道非恒定流的圣维南方程组，建立了河道洪水相应涨至预报模型和扩散波洪水预报模型，既可预报流量，又可预报水位。在模型的实时校正技术中，采用了具有时变遗忘因子的递推最小二乘实时校正算法，提高了参数实时跟踪能力和辨识精度。相应涨差实时预报模型和扩散波实时预报模型在寸滩－螺山河段上的应用均获得较好的效果。     

黄河河南段堤河对防洪安全的威胁及治理措施

黄河河南段现有堤河长度为347．3km,其对防洪安全的威胁主要有：①造成顺堤行洪,增大“滚河”的发生几率;②威胁堤防的渗透稳定以及边坡稳定;③增大了堤防因受“横河”、“斜河”顶冲而发生冲决的几率。治理措施主要有引洪自流放淤和机械抽沙淤填堤河两种,其中机械抽沙淤填堤河又可分为大小泵组合淤筑和船泵组合淤筑;在条件允许的情况下,推荐采用引洪自流放淤。     

“92.8”高含沙洪水在黄河下游演进特性分析

“92.8”洪水位异常高的主要原因:一是前期连续几年枯水,造成河床严重淤积;二是本场洪水边滩淤积,河道过水面积减小。花园口站洪峰流量大于上站的主要原因是:主槽强烈冲刷,水位大幅度下降,漫滩水迅速回归主槽。     

水力学与水文学结合的骆马湖预报调度系统

骆马湖是沂沭泗流域洪水调度中的一个重要调蓄湖泊,做好骆马湖的洪水预报调度工作,是做好沂沭泗洪水预报调度的关键。将水文学与水力学方法相结合,水文学方法提供上边界入流流量过程,采用水量平衡方法进行骆马湖的洪水调度来确定各个闸的放水流量作为水力学方法的下边界条件,采用二维水力学模型进行骆马湖内洪水演算。二维水流运动数学模型采用有限差分法离散方程组,ADI法求解离散方程。结合方法用于骆马湖洪水预报与调度中取得了令人满意的结果,为沂沭泗洪水预报调度提供技术支撑。     

献县泛区洪水演进数学模型研究

为研究献县泛区的洪水演进情况,以一二维非恒定流方程为控制方程,运用有限体积法进行离散,结合献县泛区地形资料及滹沱河流域的水文资料,建立了一二维耦合的洪水演进数学模型。采用滹沱河现状行洪能力下的实测水位对模型进行验证,结果基本吻合。在10、20、50 a重现期洪水来水情况下进行模拟计算,得到了不同口门相应的启用时间以及河道主要断面的水位过程图;比较了在不同洪水情况下,河道主要位置的堤高与相应洪水高水位以及泛区水位达到最大值的时间。 结果表明:随着重现期的不断变大,河道主要位置的水位都有明显升高,而且在20 a以上重现期下姚庄下游的河道水位逐渐高于河堤,出现漫堤情况。研究成果可为下一步防洪决策提供依据。     

山区河流二维推移质数学模型及应用研究——以望谟河整治工程为例

为了充分利用我国西南山区丰富的水能资源,同时减少望谟河因山洪引起的高含沙水流洪涝和泥石流灾害,应用二维水流泥沙数学模型常用的控制方程式,采用有限体积法对方程进行离散,并使用"冻结法"对模型中陆地边界进行处理,建立了具有一定通用性的山区河流的二维推移质数学模型。利用建立的模型对贵州省望谟河新屯段进行了流场和推移质冲淤模拟计算,并进行了望谟河整治工程影响分析。结果表明:对于望谟河水位和河床冲淤变形验算,数值模型计算值与经验公式推算变化趋势一致,数值也较为接近;整治工程实施后望谟河沿程的水位绝大部分发生不同程度的降低,仅局部存在微小的抬高;望谟河整治后,同流量下,水位降低,流速归槽泥沙淤积减小,有利于河道防洪。     

基于随机微分方程的河道行洪风险分析

将各种不确定性因素（包括随机初值条件、随机系数和随机作用项等）引入河道水面线的推求过程，建立了计算河道水面线的随机微分方程。运用Ｆｏｋｋｅｒ－Ｐｌａｎｃｋ方程，求解河道水面线过程的概率密度。在此基础上，进行了河道行洪的风险分析，为堤防的安全、合理设计提供了条件。