一维水沙数学模型研究
P 0 （明渠中）
原式改写为
1 v v v h f z 0 g t g s s s
一维非恒定流的水沙数学模型
1.水流控制（连续、运动）方程
h f s J f 称为摩阻坡度，把摩阻坡度近似按恒定均匀流的摩阻坡度来计算， h f s
即Jf =
，而 Q AC RJ f
上游断面 n n 断面：过水断面面积为 A，湿周为 ，压强为 P。 则下游断面 m m ： A
1 fs ds ds cos a 2 s
作用在该微小流束段上所有外力在 s 轴上的分力为： n n 断面及 m m 断面上水压力之差：
A P ds ， ds ，压强为 P ds 。 s s s
v v 1 P 0 0 z v g 0 t s s A s 1 v v v 1 P 0 0 z 0 g t g s g s gA s
而 0 gRJ g
A
0
J
J
而
0 0 h f gA s
一维非恒定流的水沙数学模型
2.泥沙输移问题
平衡输沙与不平衡输沙问题：
在泥沙冲淤计算中，现有的泥沙数学模型采用的有平衡输沙和非平衡输沙两种模式。平衡输沙 模型认为水流输移的含沙量能够随时随地调整到等于水流的挟沙力，如著名的美国陆军工程兵 团的HEC-6模型就是建立在此概念的基础上的。事实上，由于水库或河道中每一断面的含沙量调 整总有一个过程，不一定正好等于水流挟沙力，当断面含沙量大于水流挟沙力时，河床处于淤 积状态；当断面含沙量小于水流挟沙力时，河床处于冲刷状态。泥沙冲淤、悬移质达到饱和状 态都有一个过程，实际的水流泥沙运动大多处于这种不平衡输沙状态，因此这种不平衡输沙法 可能更符合实际。窦国仁最早将不平衡输沙的概念引入泥沙冲淤计算，之后韩其为又对它进一 步完善，现在这种不平衡输沙方法已被普遍接受。
水流连续方程 水动力学 方程 水流运动方程 泥沙连续方程 河床变形方程 泥沙运动 力学方程 挟沙力方程 推移质输沙率方程
建立一维水沙数学模型
国内外各种模型的主要区别在于水流挟沙力或分组水 流挟沙力所采用的经验公式的形式或处理方法不同， 其次为求解方程时所采用的方法或方程中物理量、参 数的计算方法略有不同，如数值计算方法、水流输沙 率计算方法、挟沙力恢复饱和系数计算方法、动床阻 力计算方法、横断面概化方法及可动床面床沙级配调 整计算方法等。
a 为微小流束的侧壁与管轴线的交角， a 一般很小，故取 cos a 1 。
而流段内的液体质量
1 A m A ds ds 2 s
故重力在 s 轴上的分量为
P A F1 PA P ds A ds s s
一维水沙模型的成果： 国外： HEC-6模型、FLUVIAL-12模型、GSTARS 模型、STREAM2模型、WIDTH模型等 国内： ①以水文相关分析为基础的模型； ②以水动力学和泥沙运动力学为基础 的模型； ③介于上述两类之间的模型，以张启 舜模型为代表。
4
以水动力学和泥沙运动力学为基础的模型
1 Q Q v Q 1 Q Q A Q ql 2 ， A t s s s A A s A2 s A
Q z gQ 2 n 2 1 z Q Q 1 Q Q A A 2 ql 2 Q 2 gA 4 3 A s A t A s A s A s A A B
一维非恒定流的水沙数学模型
1.水流控制（连续、运动）方程
合力分析：
F合 =F1 F2 f Gs
F合 F1 F2 f s Gs
P A 1 P A 1 1 A z F合 PA P ds A ds P ds ds ds ds g A ds ds s s 2 s s 2 s 2 s s A P PA A 1 PA 2 1 2 z 1 Az 2 P ds A ds 2 d 2 s P ds d s ds d s gA ds g ds 2 2 s s s s 2 s 2 s s 2 s
P 1 PA 2 1 2 z 1 Az 2 A ds d s ds d s gA ds g 2 d s 2 s 2 s 2 s s 2 s
一维非恒定流的水沙数学模型
1.水流控制（连续、运动）方程
运动方程：
u f s, t
继续略去高阶微量
约去 ds ， A
A
P z u u gA A Au s s t s
1 P z u u g u s A s t s
一维非恒定流的水沙数学模型
1.水流控制（连续、运动）方程
对上式整个总流过水断面积分可得 总流方程为：
侧面的水压力为
1 P A F2 P ds ds 2 s s
1 A Gs g A ds ds sin 2 s
而 sin =
z s
1 A z Gs g A ds ds 2 s s
一维水沙数学模型研究
目录
国 内 外 水 沙 数 学 模 型 发 展 现 状 一 维 非 恒 定 流 的 水 沙 数 学 模 型
泥 沙 输 移 及 河 床 变 形 几 个 问 题
研 究 水 沙 数 学 模 型 的 意 义
国内外水沙数学模型发展现状 1
理论基础：建立在水动力学、泥 沙运动力学和河床演变学三大基 本理论体系上
P z u u 1 A u 2 1 A u 2 ds ds gA ds A ds Au ds d s u d s s s t s 2 s t 2 s s A P z u u ds ds gA ds A ds Au ds s s t s
注：河渠为宽浅河渠 R h
A B
一维非恒定流的水沙数学模型
1.水流控制（连续、运动）方程
方程继续变形（同时乘以 gA ）
v v z gQ 2 n 2 A Av gA 4 3 t s s A A B
根据 v
Q A Q v Q 1 Q Q A ql 则 ，并由连续方程可得 A t s t t A A t A2 t
1 A m A ds ds 2 s
a du u ds u dt s dt t a u u u t s
A
A
P z 1 A u u ds ds gA ds A ds ds u s s 2 s t s
一维非恒定流的水沙数学模型
1.水流控制（连续、运动）方程
一维非恒定流的水沙数学模型
1.水流控制（连续、运动）方程
连续方程：
一维非恒定流的水沙数学模型
1.水流控制（连续、运动）方程
运动方程：
一维非恒定流的水沙数学模型
1.水流控制（连续、运动）方程
取微元流束研究：
以下表示单位周界面上的平均阻力，则总阻力在 s 轴上的分量为
一维非恒定流的水沙数学模型
1.水流控制（连续、运动）方程
两个假设条件： a.液体为不可压缩液体 b.密度均匀
设在 t 时刻上游 1 1 断面流量为 Q ，过水面积为 A 。在同一瞬时时刻 t 下游 o o 断面的流量为
Q A dx ，过水面积为 A dx （渐变流流线是光滑连续的） 。则末时刻 t dt 时上游1 1 断面流 x x Q A Q Q dt ，过水面积为 A dt ,下游 o o 断面的流量为 Q dx (Q dx)dt ，过 量为 Q t t x t x A A dx ( A dx )dt 。 ql 为单位长度上的侧向汇流流量（流入为正，流出为负） 水面积为 A 。 x t x Q
2
3
研究发展方向： 欧美：粗沙质推移质范畴，早期的Einstein公式、Bagnold 公式，近期的VanRijn公式和杨志达公式等 国内：细颗粒泥沙悬移质：黄河河渠公式，张瑞瑾公式等
分类： ①按空间的变化：1D，2D，3D模型 ②按时间的变化：恒定流和非恒定流模型 ③按泥沙运动状态：悬移质，推移质，全沙模型
一维非恒定流的水沙数学模型
h
A(
B
)
一维非恒定流的水沙数学模型
1.水流控制（连续、运动）方程
最终得出的方程形式为：
Q 2Q Q Q 2 A Q 2 z Q z gQ 2 n 2 B 2 ql gA t A x A2 x z A x A x A( A ) 4 3 B
上式中
A A A = Bi 表示水位 z 不变时，过水断面面积的沿程变化率， x z x z x h
一维非恒定流的水沙数学模型
2.泥沙输移问题
近些年随着泥沙运动基本理论研究的深入，人们对河床演变的有关规律有了进一步的认识，也逐渐意识到 ，泥沙数学模型研究中简便可靠的数值方法固然重要，而将这些方法用于泥沙基本方程求解时，更主要的 是泥沙运动及河床演变模式的选择，模型的成功与否常常取决于泥沙运动及河床演变规律的正确模拟，最 重要的可归纳为以下几个问题。
Q Q Q Q Q 2 A A gQ 2n 2 2 ql 2 gA 4 3 t A s A A s 的水沙数学模型
1.水流控制（连续、运动）方程
对于任意梯形断面，有
我们固定 h ,把 h 视为一个常量，则
m m A b 1 A 1 (2b mr h ml h)h h h2 ( r l )= s 2 s s s h s 2 s 1 b h h h 而 h z i 2 mr 2 ml [2h h h 2b +2mr h 2ml h ] s s 2 s s s s s s 故原运动方程可以继续改写为 2 2 2 1 b h 2 mr 2 ml Q 2 Q Q Q Q A z z gQ n [2h h h 2(b+mr h ml h) ] ql 2 [ B( i)] gA t A s A A s h s s A( A ) 4 3 2 s s s s B b 1 2 mr ml h h h ( )B Q 2Q Q Q 2 A Q 2 z Q z gQ 2 n 2 [ Bi] B 2 ql gA s 2 s s s 4 t A s A2 s A s A s A 3
可视化河网一维恒定水流泥沙数学模型
可视化河网一维恒定水流泥沙数学模型可视化河网一维恒定水流泥沙数学模型是用来研究河流水动力学的数学工具。
这种模型基于河网的一维流动特性，通过描述水流的速度、流量和泥沙的输运量，来模拟河网中水流的运动情况。
河网一维恒定水流泥沙数学模型的建立需要考虑的因素包括：水流的速度、流量、泥沙的输运量以及河网的地形和地质条件。
通常情况下，河网一维恒定水流泥沙数学模型使用均一系数来描述水流的速度和流量，使用经典的河网输运方程来描述泥沙的输运量。
河网一维恒定水流泥沙数学模型的可视化方法通常使用计算机软件进行模拟。
这种方法可以使用图像和动画来清晰地展示河网水流的运动情况。
通过可视化河网一维恒定水流泥沙数学模型，可以更好地理解河流水动力学的运行机制，并且可以利用这种模型来研究河流的泥沙输运特性，为河流的管理和保护提供有益的参考。
河网一维恒定水流泥沙数学模型在实际应用中也有一些局限性。
例如，模型基于一维流动特性，并不能很好地反映河流中的二维流动情况，因此在某些情况下可能存在偏差。
此外，模型也只能描述河流的平均流动情况，不能很好地反映河流中的瞬时流动变化。
因此，在使用河网一维恒定水流泥沙数学模型时，应该注意这些局限性，并适当考虑其他因素的影响。
总的来说，可视化河网一维恒定水流泥沙数学模型是一种有效的研究工具，可以帮助我们更好地理解河流水动力学的运行机制，为河流的管理和保护提供有益的参考。
然而，在使用这种模型时也应该注意它的局限性，并适当考虑其他因素的影响。
未来，可能会有更加先进的模型出现，以更好地反映河流水动力学的运行机制。
除了可视化河网一维恒定水流泥沙数学模型，还有其他一些数学模型可以用来研究河流水动力学。
例如，可以使用二维水流模型来描述河流中水流的二维运动情况，可以使用河网三维模型来描述河流中水流的三维运动情况，也可以使用河流水动力学数值模拟模型来描述河流水流的瞬时流动变化。
这些数学模型各有优劣，在实际应用中应根据需要选择适当的模型。
长江科学院河流水沙数学模型研究进展与展望
长江科学院河流水沙数学模型研究进展与展望
董耀华
【期刊名称】《长江科学院院报》
【年(卷),期】2011(028)010
【摘要】自20世纪50年代末,长江科学院开始研发河流水沙数学模型,至今已有60多年不间断研发与应用历史,形成了“河流(HELIU)”系列软件.综述了长江科学院水库泥沙、河流一维、二维、(准)三维等水沙模型及其它水沙数学模型实例(包括河流水沙估算模型、河流水沙专题数模研究、引进吸收的河流水沙数学模型),以及水沙数值模拟关键技术的研究进展.分析展望了河流水沙数学模型今后研发工作的4方面任务:构建模型体系、完善现有模型、拓展模型领域和研究关键技术.【总页数】10页(P7-16)
【作者】董耀华
【作者单位】长江科学院水利部江湖治理与防洪重点实验室,武汉430010
【正文语种】中文
【中图分类】TV14
【相关文献】
1.长江科学院河流专业研究进展综述——以《长江科学院院报》30年来发表的论文为例 [J], 范北林;李健;周银军
2.网河区水沙耦合河流数学模型初步研究 [J], 赖永辉;谈广鸣
3.长江科学院研制的“基于虚拟地球的河流水沙水质数值模拟与演示系统”软件取得国家版权局软件著作权 [J], 张细兵
4.长江科学院承担的水利部公益性行业科研专项经费顶目“梯级水库运用对长江中游水沙与冲淤影响研究”顺利通过验收 [J], 葛华
5.长江科学院河流研究所派员参加国家重点研发计划项目“长江‘黄金航道’整治技术研究与示范”学术交流暨中期研讨会 [J], 陈栋
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基于一维水沙模型的三峡库区泥沙预报初探
基 于 一 维 水 沙 模 型 的三 峡 库 区 泥 沙 预 报 初 探
陶 冶 ， 天 成 刘
（ 江 水 利 委 员 会 水 文 局 长 江 三峡 水 文 水 资 源 勘 测 局 ，湖 北 宜 昌 ４ ３ ０ ） 长 ４ ０ ０
摘 要 ： 了得 到 结 合 短 期 水 雨 情 和 水 库 调 度 信 息 的 水 库 泥 沙预 报 ， 指 导 水 库 泥 沙 实 时调 度 ， 过 研 究 ， 立 为 以 通 建
第４ ２卷 第 ６期 ２ ０ １ １年 ３ 月 文 章 编 号 ： ０ １—４ ７ ２ １ ０ １０ １ ９（ ０１ ） ６—０ ６ ０ ５—０ ４
人 民 长 江
Ｙａ ｇ ｚ Ｒｉ ｅ ｎ ｔｅ ｖｒ
Ｖｏ ． ２． １ ４ Ｎｏ． ６ Ｍ ａ ．， ２ １ Ｙ ０１
大， 主要是 随着 坝 前 水 位 不 断 抬 高 ， 值 传 播 时 间延 峰
。 誊 田 。
。 一 。 。 田 ； ＝明
日
长， 明显 滞后 于 流。 田 溪 场 、 县 水 位 峰 值 分 别滞 且 量 清 万 。 ，
。０ 后 寸 滩 ５ ５ ｈ和 ９ ０ ＿。 ７ ｈ 田 。
得 中长 期泥 沙预 报 的边 界 条件 与 实 际情 况 相 差 较 大 ，
充 方 程 。采 用 线 性 化 的 Ｐｅ ｓ ａ ｎ四 点 偏 心 隐 格 ｒｉ ｍ ｎ ｓ 式 ， 以避 免迭 代 ， 能 取得 较 大 的 时 间步 长 ， 少 可 并 减 计算 工 作量 。模 型计 算 时上 游边 界条 件 为进 口断 面给 定 流量 、 悬移 质含 沙 量过 程 ， 下游 边界 条 件为 出 口断面
。 ０】 一 。 （ 叩
３ １ 计 算 成 果 与 实 测 成 果 比较 ．
黄河小浪底调水调沙问题数学建模
黄河小浪底调水调沙问题数学建模黄河是中国第二长河流，也是中国北方主要的水源之一。
然而，由于年际变化和人类活动的影响，黄河水沙特性的变化对地区社会经济和生态环境产生了巨大影响。
黄河小浪底是黄河下游的一个关键水文站点，对黄河的水沙调控起着重要作用。
因此，对于黄河小浪底的调水调沙问题进行数学建模具有重要意义。
数学建模是通过数学方法分析和解决实际问题的过程。
对于黄河小浪底的调水调沙问题，我们可以从以下几个方面进行数学建模：1. 水量平衡模型：黄河小浪底是一个重要的水源供给站点，掌握黄河的水量情况对于调水调沙至关重要。
因此，我们可以建立一个水量平衡模型，根据入库、出库等因素来估计黄河在小浪底的流量。
这个模型可以包括如下因素：入流量（降雨、地表径流、地下径流等）、出流量（供水、排水等）以及河道水量的变化。
通过这个模型，可以对黄河小浪底的水量进行预测和调控。
2. 水沙关系模型：黄河的水沙关系对于调水调沙具有重要影响。
水沙关系模型可以通过分析黄河不同断面的水位和水沙含量之间的关系，来估计黄河的河床输沙量。
这个模型可以包括如下因素：断面形态特征、流量、水沙含量等。
通过这个模型，可以了解到黄河的水沙变化规律，并对黄河小浪底的调沙情况进行预测和控制。
3. 沉积模型：黄河的床面沉积是一个长期过程，对于调水调沙有着重要影响。
沉积模型可以通过分析黄河不同断面的沉积速率、沉积厚度等变化，来估计黄河的床面沉积情况。
这个模型可以包括如下因素：流率、输沙率、流态等。
通过这个模型，可以对黄河小浪底的沉积情况进行预测和控制。
4. 排沙方案优化模型：为了减少黄河小浪底的沙泥淤积问题，需要设计科学合理的排沙方案。
排沙方案优化模型可以通过考虑沙泥淤积的成因、河道特征、水流特性等因素，来确定最佳的排沙方案。
这个模型可以包括如下因素：流态、输沙率、河道形态等。
通过这个模型，可以设计出最优的排沙方案，从而实现黄河小浪底的水沙调控。
综上所述，黄河小浪底的调水调沙问题可以通过数学建模的方式来研究和解决。
引江济太工程新沟河河湖水系水沙数学模型试验研究
引江济太工程新沟河河湖水系水沙数学模型试验研究张素香;洪国喜;徐兴;沈顺中;Tan Soon Keat;Chu V.H.;李熙【摘要】作为引江济太工程的一部分,新沟河整治工程在2014年开始实施.基于2013～2014年的太湖水系湖网水文站实测资料,通过河湖耦合的一维水沙数学模型计算新沟河整治工程前后水位和水流泥沙冲淤变化,进行新沟河河网水沙动力分析;通过二维水沙数学模型计算新沟河工程前后的水位、流场及河道的冲淤变化,进行工程整治效果预测分析并提出优化建议.实施新沟河整治工程后,新沟河水系河网的主要功能是排涝,应急情况下也能通过新沟河向太湖调水以改善水质.【期刊名称】《江苏水利》【年(卷),期】2018(000)010【总页数】5页(P6-9,16)【关键词】太湖;潮位;水流;水沙模型;河网【作者】张素香;洪国喜;徐兴;沈顺中;Tan Soon Keat;Chu V.H.;李熙【作者单位】南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室,江苏南京 210044;无锡市水文局,江苏无锡 214031;无锡市水文局,江苏无锡 214031;无锡市水文局,江苏无锡 214031;南洋理工大学,新加坡 639798;麦吉尔大学,加拿大 H3A2K6;河海大学港口海岸与近海工程学院,江苏南京 210098【正文语种】中文【中图分类】TV1461 概述调水工程是改善太湖水系水环境的有效方法和途径之一[1]，利用已建成的防洪河道，太湖流域在2014年开始疏通新沟河、新孟河两条河道，太湖将通过新孟河、望虞河补水，借助走马塘、新沟河、太浦河向长江排水，形成“两进三出”的循环系统，通过让水体动起来改善水质。
本文基于2013～2014年的太湖水系湖网水文站实测资料，采用自然引排水方式与水利枢纽人工调度相结合的建模途径，建立了能适应江湖分合、分蓄滞泄、吐纳交替等复杂水沙条件和洪水调度要求的一维和二维非恒定流数学模型[2-6]。
一维泥沙数学模型
b x
xdy
L
h
m g(h y)bdy
0
Pl
h 0
m g (h
y)
b x
xdy
L
h
m g(h y)bdy
0
y为积分变量，取值范围[0,h] b为河宽，当河道扩展时
b x ＞0， Pl ＞0（指向下游）；
当河道收缩时，
b x＜ 0， Pl ＜0 (指向上游)。
(AS) (AUS) A0 0
t
x
t
S* S* (U , H ,, )
一维非恒定不平衡水流泥沙数学模型（基本方程部分）
三、一维水流泥沙数学模型 基本方程的应用
1．浑水连续方程
t
(
A m
)
x
(
A U m
)
0
A0 t
0
m
S
河道的概化：
水流、悬移质和溶解质
河床的概化：
推移质
原始河床
断面的概化：
(z1,y1)
天然河道周界高 低不平，概化成 子断面（梯形或 三角形）面积之 和。
(zi,yi)
河床冲淤可动层 (zN,yN)
二、一维问题的基本控制方程
67 T58
T66
T59
一维问题的控制体--微小河段
T65 T64
T60 T61
微冲微淤情况, 强冲淤状态不成立
t x
t
A0 t〈〈 A t
A Q 0 t x
取水位和流量作为因变量
A A • y t y t
A B y
B y Q 0
一维河网水流数学模型在含多个沙洲的天然河道中的应用
摘 要： 对含有多个沙洲 的天然河道 ， 由于河道分汉， 不便 采用 一维或平面二维模 型计算洪水演进过程 。通 过把这种类 型的河流看作小型河网 ， 采用一维河网水流数学模型来进行模拟 。将这种模 型应用于东荆河洪水演 进计 算 ， 定后 ， 率 模 型验证 的计算结果和实测资料基本一致 ， 效果 良好 ， 将其应用于东荆河洪水调度具有积极的指导作用 。 关键词 ： 一维河 网； 值模拟 ； 数 分汉河道 ； 洪水演进 ； 东荆河 中图分类号 ： ４ ＴＶ１３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６２１ ８ （０ ８ ０—０ ６０ １ ７—６ ３ ２０ ）３０ ３—２
ｏ ｔｏ ｅｂ ｓｃ ｌ ｃｏ ｄｓｗｉｈ ｆ ｌ ａａ， ｉｈ ｉ ａｉｆｅ ｎ ｌｙ ｎａ ｔｖ ｏｅｉ ｌｏ ｏ ｔｏ ｌｎ ｉｇ ｏ ｄ ｍ ｔｒｅ ｔｒ ｒｓ． ｕ ｃｍ ａ ｉａｌ ａ ｃ ｒ ｔ ｉ ｄｄ ｔ ｗｈｃ ｓｓ ｔｓｉｄａ ｄ ｐａ ｓａ ｃｉｅｒ ｌ ｎ ｆ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌｐａ ｎｎ ｆｍｏ ｅ ｗａｅ ｎ ｅｐ ｉｅ ｙ ｅ ｏ
ｉ ｕ ｅ ｏｃ ｒｙ ｏ ｔ ｉ ｌ ｉｎ Ｆ ｎ ｌ ，ｈｓ ｄ ｌ ｓａ ｐｉｄｔ ｉ ｌ ｅｆ ｏ ｏ ｔ ｇｉ ｏ ｇｉ ｉｅ ． ｎ ｅ ｅ ｕｔ ｈ ｗ ｔ ａ ｏ ｕ ａｉｎ ｌ ｓ ｓｄ ｔ ａｒ ｕ ｍｕａ ｏ ． ｉａｌ ｔ ｉ ｍｏ ａ ｐ ｌ ｏｓ ｓ ｔ ｙ ｉ ｅ ｍｕａ ｌ ｄｒ ｕ ｉ Ｄ ｎ ｊ Ｒ ｖ ｒ ａ ｄ ｔ ｓ ｌ ｓ ｏ ｈ ｔ ｍｐ ｔ ｔ ａ ｔ ｏ ｎ ｎ ｇ ｎ ｈ ｒ ｓ ｃ ｏ
维普资讯
第６ 卷 第 ３期 ２０ ０ ８年 ６ 月
南 水 北 调 与 水 利 科 技
Ｓ ｕｈｔ Ｎ ｒ ｔ ｒｎ ｆ ｓ ｎ ｔ ｃ ｎ ｅ Ｔ ｃｎ ｌ ｙ ｏ ｔ— － ｏ ｔ Ｗａｅ Ｔ ａ ｓ ｒ ａ ｄ ｏ ｈ ｒ ｅ Ｗａ ｒ ｉ ｃ ＆ ｅｈ ｏ ｇ ｅＳ ｅ ｏ
水沙数学模型与可视化系统的集成研究
摘要 ： 基于 Ｖ ＋ 平 台开发 了二 维水 沙数学模型与可视化 的集成 系统 （ Ｈ Ｓ２ ） 给 出了系统 中关键 环节 的 ｃ＋ Ｎ Ｒ一 ， Ｄ
ｃ ｅ ｔ ｎ ａ ｄ ｄ ａ ｏ ｒｈ ｇ ｎ ｌｃ ｒ ｉ ｎ ａ ｏ ｒ ｎａｅ ｇ ｉ ． Ａｎ ｔ ｅ ａｎ ｆ ｎ ｔｏ ｆｔ ｅ ｐ ｅ ｒ ｃ ｓ ｏ ｏ ｕ ｅ ｉ ｒ ａ ｉ ｎ ｒ ｗ ｆ ｏ ｔｏ ｏ ａ ｕ ｖ ｌ ｅ ｒｃ ｏ ｄｉ ｔ ｒｄ ｏ ｉ ｏ ｈ ｒ ｍ ｉ ｕ ｃｉｎ ｏ ｈ ｒ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒｍ ｄ ｌ ｓ
处 理 方 法 ， 括 计算 模 块 以 Ｆ ￣ａ 包 ｏ ｒｎ生 成 动 态 链 接 库 （ Ｌ 的 形 式 集 成 到 系 统 中 ； 读 写 Ｄ Ｆ文 件 的 方 式 与 Ｄ Ｌ） 以 Ｘ Ａ ｔＣ Ｄ实 现 了互 接 ； 线 程 编 程 等 ． 系 统 包 括 前 处 理 模 块 、 算 模 块 及 后 处 理 模 块 ３个 部 分 ． 处 理 模 块 具 ｕ Ａ ｏ 多 该 计 前 有 正 交 曲线 网格 的生 成 、 制 、 形 数 据 的摘 取 等 功 能 ； 算 模 块 可 进 行 河 道 水 沙 数 值 计 算 、 口海 岸 潮 流 泥 沙 绘 地 计 河 计 算 及 波 一流 共 同作 用 下 的泥 沙 计 算 等 ， 实 现 了计 算 过 程 的 实 时 显 示 ； 处 理 模 块 实 现 了流 场 、 线 、 沙 量 并 后 流 含 场 、 床 （ 床 ） 形 等 动 态 可视 化 的制 作 和显 示 ， 能 以 Ａ ｔＣ Ｄ 的形 式 实 现 流 场 、 值 线 图 的 绘 制 等 ． 统 采 河 海 变 并 ｕｏ Ａ 等 系 用 Ｗｉｄｗ 风 格 的菜 单 、 具 栏 及 窗 口操 作 ， 面友 好 ， 视 化 程 度 高 ． ｎｏｓ 工 界 可
长江下游近河口段一维水沙数值模拟
摘 要 ：长江下游大通以下河道宽阔、 支汉众多， 同时受径流、 潮流双重作用 ， 水沙运动非恒定性强． 基于以上特
点 ， 立 了长 江 下 游 大通 至 徐 六径 具有 河 网特 点 的一 维 非 恒 定 流 模 潮 流 双 重来 流 、 沙 条 件 下本 河 段 内 的 冲淤 ． 来
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第 ３期
２０ ０ ７年 ９月
水
利
水
运
工
程
学
报
Ｎｏ． ３
ＨＹＤＲ０ ． ＣⅡ ＣＥ ＡＮＤ ＥＮＧ眦 Ｓ
ＥＲＩ ＮＧ
Ｓｐ ２ ７ ｅ ． ００
长江下游近河 口段一维水沙数值模拟
孙 昭华 ， 陈 飞 ，郭 小虎
（ 汉 大 学 水 资 源 与水 电工 程 科 学 国家 重 点 实 验 室 ，湖 北 武 汉 武 ４０７ ） ３ ０２
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基于一维水沙模型的三峡库区泥沙预报初探
基于一维水沙模型的三峡库区泥沙预报初探陶冶;刘天成【摘要】为了得到结合短期水雨情和水库调度信息的水库泥沙预报,以指导水库泥沙实时调度,通过研究,建立了基于水雨情预报及水库调度信息的三峡水库短期泥沙预报模型,即建立以短期水雨情预报和水库调度信息为边界条件和适用于三峡库区的一维水动力学水沙数学模型.利用2006-2007年三峡工程库区清溪场、万县和坝前的水文资料对模型进行了率定,率定的模型分析了2007年7月洪水过程的库区泥沙运动情况.模型模拟结果与实测成果的对比分析表明:模型在库区沿程水力要素、悬移质含沙量及水库淤积量的模拟方面具有一定的精度.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2011(042)006【总页数】4页(P65-68)【关键词】泥沙预报;数学模型;精度分析;三峡库区【作者】陶冶;刘天成【作者单位】长江水利委员会水文局,长江三峡水文水资源勘测局,湖北,宜昌,443000;长江水利委员会水文局,长江三峡水文水资源勘测局,湖北,宜昌,443000【正文语种】中文【中图分类】P338.5水库泥沙预报一般都是基于历史水文资料的中长期预报，而近年来长江上游来水来沙条件变化较大，使得中长期泥沙预报的边界条件与实际情况相差较大，精度不高，一般只能做规律性预测和探讨，对水利枢纽短期或应急泥沙调度指导意义不大。
本文希望建立一个与短期水雨情预报及实测资料相结合的短期泥沙预报模型，对水库实时水沙运动条件和水库淤积情况进行模拟和预测，从而可以像水文预报那样对水库泥沙运动要素进行常规预测。
这种预测采用的边界条件与实际情况接近，精度要高于一般的中长期泥沙预报。
有了这种手段，还可以对短期或特定洪水的泥沙调度方案进行研究，为泥沙调度特别是汛期泥沙调度提供参考。
1 三峡库区一维水沙数学模型1.1 基本原理本模型主要基于水流连续方程、水流运动方程、泥沙连续方程、水流挟沙力方程、河床变形方程及一些补充方程［1］。
采用线性化的Preissmann四点偏心隐格式［2］，可以避免迭代，并能取得较大的时间步长，减少计算工作量。