基于一、二维耦合模型的某湿地公园水网规划与水力优化应用

湿地水网规划和设计需要考虑防洪排涝、生物栖息地构建及水资源调度等多个因素的协调,单一维度的数值模型难以解决河网、湖区及工程调度等多种模拟对象的尺度协调问题。针对某感潮河网区域生态湿地公园的规划设计,利用MIKE Flood软件,构建一、二维耦合水动力模型,就河网规模、堰顶高程控制、生物栖息地构建等目标开展计算分析,通过方案比选确定相关工程规模,并通过区域微地形调整对鱼类和禽类栖息地水动力条件进行优化,使其满足生境构建要求。该结果不仅为相关设计单位提供了工作思路,所采用的建模方法和参数选取也可为类似项目参考。     

三河闸泄流流态与进流纠偏数值研究

采用拼接网格方法,考虑闸门开度、风荷载等影响,构建了三河闸枢纽进出流二三维耦合数学模型,并对三河闸进水流态及过闸水流流态进行了模拟研究。利用实测流速与水位率定,验证了模型参数。通过对测流工况流场特征的模拟研究,发现三河闸产生偏流的最主要原因是上游左岸快活岭的阻流作用,因此提出两套快活岭切滩纠偏的工程方案。通过各方案数值试验,比较其水位横向比降、入流流速的均匀度和入流偏角均值,并综合考虑切滩工程量与纠偏效果,认为小切方案较优,该结果可为工程决策提供参考。     

平原河网地区设计暴雨下的洪水计算——以苏州地区为例

对苏州市河网进行了概化,采用Arc GIS的"欧氏分配"等工具进行了集水域和子流域的划分,以MIKE11软件为平台,建立了苏州河网的NAM水文模型和一维水动力模型,率定了水文和水动力参数,实现了水文水动力模型的耦合。计算研究区域200年一遇频率下的设计暴雨量,并推求暴雨过程分配。在此基础上,设置闸站工程的运行方式,对苏州地区200年一遇设计暴雨条件下的洪水演进过程进行模拟预测,并重点分析苏州城市中心区的防洪安全裕度。计算结果表明,在200年一遇设计暴雨条件下,苏州地区闸站工程运行方式设置及其调度原则满足城市中心区的防洪要求。     

考虑橡胶坝影响的水动力学模型

为提高含堰坝河段水动力模拟精度,建立考虑橡胶坝复杂调度条件的水动力学模型。基于Preissmann四点隐式差分格式离散方法,构建橡胶坝数值模拟计算流程并进行逻辑判断,采用替代法思想处理含有橡胶坝的河道,求解一维河道水动力学离散方程组。用淠河流域下游六安城区河道橡胶坝的实际洪水过程对模型进行验证,针对近年来淠河流域发生的典型洪水过程,分别对橡胶坝塌坝与不塌坝两种不同工况进行数值模拟。结果表明:考虑橡胶坝塌坝模拟的计算结果可以较好地拟合淠河流域的实测数据,模型可以有效模拟橡胶坝调度影响下的洪水演进过程,提高洪水期间的模拟精度。     

淮河入江水道水动力数值模拟研究

由于滩地阻水,以致淮河入江水道的行洪能力达不到设计标准。为寻求有效的治理措施,建立了该河道一、二维耦合水动力数值模型,并采用实测地形断面资料以及2007年和2003年两次洪水的水文资料对模型进行了率定验证,成功模拟了二次洪水的行洪过程。在此基础上,预测了切滩工程实施后的水动力过程。结果表明,对观音滩、大墩岭、新民滩、邵伯湖滩群实施切滩工程,可有效降低淮河入江水道的行洪水位,增大入江水道行洪能力。     

淮河蚌埠段涉河桥梁工程防洪影响评价辅助决策系统研究

随着流域河道岸线利用程度越来越高,各种已建、正建或拟建的涉河工程及滩涂开发利用使河流的水动力条件产生变化,带来了防洪和社会经济等方面的影响。根据建设方提交的工程信息预先生成涉河工程的防洪评价报告简本,使其与正式防洪评价报告对比分析,便于水行政主管部门科学决策。选择淮河干流中游蚌埠市区段25 km为研究对象,基于虚拟现实、3S、科学计算可视化技术及耦合水动力模型,研制淮河涉河工程防洪影响评价辅助决策系统;系统提高了淮河干流涉河工程项目信息管理水平,为水行政主管部门审批防洪评价报告及科学决策提供有益参考。