近海及河流环境水动力数值模拟方法与应用(张明亮)思维导图
河口海岸水动力模拟技术
❖ 有限差分法是工程中常用的一种离散技术，将计 算域分成有限个网格，通过差分法求网格结点的 微分方程的近似值，也称网格法。
❖ 将网格结点上的函数f(x,y,z,t)表示成
，
i,j,k分别表示x,y,z方向的坐标位置，n表示时间。
1、解线性方程组的两种方法:
❖ 直接法:通过有限步算术运算直接求出方程 组的精确解,最常用的是消元结合代入的方 法.
❖ 将网格结点上的函数f(x,y,z,t)表示成
，
i,j,k分别表示x,y,z方向的坐标位置，n表示时间。
1、工程中常用的几种差分和微分的关系（一维） （1）一阶向前差分
（2）一阶向后差分
（3）一阶中心差分 （4）二阶中心差分
2、几种常见的差分格式 以一维热传导方程为例：
（1）古典显式格式
（2）古典隐式格式
❖ 第一步消元的计算公
k 式 a(2) ij
a(1) ij
mi1a1(1j) ,
b(2) i
b(1) i
mi1b1(1) ,
mi1
❖ 类似可以得到第 步消元的计算公式
a (1) i1
a (1) 11
a( k 1) ij
a(k) ij
mik
a(k kj
)
,
b(k 1) i
b( k ) i
mik bk(k ) ,
第一章 绪论
❖ 海岸：是海陆相互作用的重要地带，也是 海、陆、气交互作用的重要空间，这种表 现在： 岸线演变（自然和人为） 飓风（台风）带来的灾难性破坏； 海洋潮汐环境的变化。
❖ 河口：海岸常伴随有江河湖泊的出海口， 通常称为河口。
❖ 海岸河口问题： 潮流问题 波浪问题 径流、异重流（密度流）、污染物（COD) 扩散。
无结构网格二维河口海岸水动力数值模式的建立及其应用
作 者 简 介 ： 晒 睿 ，１ ８ ） 男 ， 陈 （ ９ ｏ ， 上海 市 人 ， 士 研 究 生 ， 事 河 Ｅ海 岸 数值 模 拟 研 究 。Ｅ ｍａ ： ＿ ｒ ｙｈｏ ｃ 博 从 ｌ — ｉ ｃｂ＠ ａ ｏ ．ｎ ｌ
＊通 信 作者 ： 建 荣 。 Ｅ ｍａ ： ｒｈ ＠ ｓｌｃｅｒ１ｅ ｕ ｃ 朱 — ｉ ｊｚ ｕ ｋｅ．ｃｌ．ｄ ．ｒ ｌ ｔ ｌ
第 ３ ２卷
第 ２ 期
海
洋
学
报
Ｖ ｏ１３２． Ｎｏ． ． ２ Ｍ ａ ｃ ０１ ｒｈ ２ ０
２１ ０ ０年 ３月
Ａ ＣＴＡ ０ＣＥＡ Ｎ ｏ ＬｏＧ Ｉ ＣＡ Ｎ Ｉ ＳＩ ＣＡ
无 结 构 网格 二 维 河 口海 岸 水 动 力 数 值 模 式 的 建 立 及 其 应 用
收 稿 日期 ： ０ ９ ０ — ５ 修 订 １ ：０ ９１ －８ ２ ０ —４１ ； ３期 ２ ０ — １ １ 。
基 金 项 目： 国家 自然 科 学 基 金 （０ ７ ０ ６ ； ４ ９ ６ ５ ） 国家 自然科 学 基 金 创 新 团 队项 目（０ ２０ ４ ； 洋 公 益 性 行 业科 研 专 项 （ ０ ７ ５０ ） ４７ １０ ） 海 ２０００２。
陈晒睿 朱 建 荣 ， 辉 李 路 王彪 ， 吴 ， ，
（ ． 东 师 范 大 学 河 口海 岸 学 国 家 重 点实 验 室 ， 海 ２ ０ ６ ） １华 上 ０ ０ ２
摘 要 ：为 完全拟 合 河 １近 海复杂岸 线和 工 程 结构 以及 有 效局 部 加 密 ， ： １ 设计 并建 立 了一个 无 结构 三
ＴＶ 流速平 流通 量为 一个 一 阶迎风 格 式通量 和 一个 二 阶格 式 通量 的组合 ， 阶格 式通量 和 二 阶格 Ｄ 一
高中地理一轮复习课件+微专题3+湖泊面积的动态变化
解析 由材料可知，该闭
合流域年均降水量仅为
210 毫 米 ， 水 下 已 形 成 较
厚盐层，因此湖泊水量的
(1)盐湖面积多年稳定，表明该流域的多年平均实际 蒸发量( )
A．远大于2000毫米
B．约为2000毫米
C．约为210毫米
D．远小于210毫米
损失不用考虑湖水的下渗。 盐湖面积多年稳定，说明 湖水实际蒸发量和降水量 一致，因此答案选C。
微专题系列之三 湖泊面积的动态变化
【思维导图】
水量平衡原理P71 水量平衡：某个地区在某一段时期内,水量收入和支出的差额,等于该地区的储水变化
量。这就是水平衡原理。即水在循环过程中，总体上收支平衡。
水量平衡原理基本公式
W入 = W出 ± △u
①收入——大气降水；地下水 的输入；人工调水等。 ②支出——蒸发、植物蒸腾； 径流输出；下渗；人工取水等。
B．②③ 由于该月降水异常增多，因此到第5次降水时，土壤含水量 D．①④ 达到饱和，下渗减少，地表径流增大，从而产生洪峰；
(2018·全国卷Ⅱ)地处黄土高原的汾川河流域多年来植被覆盖率大幅度提高。 2013年7月，汾川河流域降水异常增多。下表为当月6次降水过程的时长、降水 量和汾川河洪峰情况。第5次降水形成的洪水含沙量低，第6次降水形成的洪水 含沙量极高。据此完成1～3题。
) 已经饱和，入湖水量减 少不会影响湖泊盐度， 同时种植植被也不能导 致湖水的富营养化，因
注意：某一区域的降水量和蒸发量在一段时期内几乎保持不变
此答案选B。
(2018·全国卷Ⅱ)地处黄土高原的汾川河流域多年来植被覆盖率大幅度提高。 2013年7月，汾川河流域降水异常增多。下表为当月6次降水过程的时长、降水 量和汾川河洪峰情况。第5次降水形成的洪水含沙量低，第6次降水形成的洪水 含沙量极高。据此完成1～3题。
辽河河口水动力学数值模拟模型的发展与应用
辽河河口水动力学数值模拟模型的发展与应用辽河河口是中国河北沿海地区的一个重要河口，也是辽宁省境内最大的河口。
辽河河口水动力学是研究河口地区水流的力学性质和规律的学科，对河口区域的海岸工程、生态环境等方面具有重要意义。
本文将探讨辽河河口水动力学数值模拟模型的发展与应用。
一、辽河河口水动力学数值模拟模型的发展历程辽河河口水动力学数值模拟模型的发展经历了多个阶段。
早期的模型主要是基于经验公式和简化假设，无法全面准确地描述河口区域的复杂水流运动。
随着计算机技术的进步和数值模拟方法的发展，如有限元法、有限差分法等，辽河河口水动力学数值模拟模型开始逐渐得到改进和完善。
随着时间的推移，研究人员不断积累了大量的观测资料和实验数据，并结合河口地区的特点，提出了一系列适用于辽河河口水动力学模拟的数学方程和物理模型。
这些模型包括雷诺平均模型、湍流能量方程模型、河口悬浮物输运模型等，可以模拟河口区域的水流、泥沙输运、生物运动等过程。
二、辽河河口水动力学数值模拟模型的应用领域1. 海岸工程规划与设计辽河河口地区的海岸工程建设对水动力学的研究有着重要的参考价值。
通过水动力学数值模拟模型，可以模拟不同建设方案下的水流运动情况，确定合理的河口水道设计，保证航道深度和航行安全，减少泥沙淤积和河口冲淤变化。
2. 河口湿地保护与恢复辽河河口地区拥有丰富的生态资源和湿地生态系统，保护和恢复这些湿地对于生态环境的改善和维护具有重要意义。
水动力学数值模拟模型可以模拟湿地内的水流、盐度、温度等变化，为湿地保护策略的制定提供科学依据。
3. 河口水质管理河口地区的水质管理是保障河口生态环境和居民生活用水安全的重要内容。
通过水动力学数值模拟模型，可以模拟水污染物在河口水域内的传输和分布情况，以及河口对海洋环境的影响，为河口水质管理的制定提供科学依据。
4. 港口规划与管理辽河河口地区是一个重要的港口区域，水动力学数值模拟模型可用于模拟港口内的水流、波浪等情况，为港口规划和管理提供可靠的参考，确保港口的安全运营。
水力学课件：3第三章 水动力学基础
第三章 水动力学基础
§4 恒定总流的能量方程
4 恒定总流的能量方程
恒定总流的能量方程
z1
p1
1V12
2g
z2
p2
2V22
2g
hw
1
Z1 1
0
Yangzhou Univ
V 2 总水头h线w
2g
测压管水头线
2
2 Z2
0
位压 流 置强 速 水水 水 头头 头
测总 压水 管头 水 头
H1 H 2hw
Yangzhou Univ
流线图
《水力学》
第三章 水动力学基础
§2 欧拉法的若干基本概念
2.2 过水断面 过水断面是指与水流运动方向成正交的横断面
过水断面的水力要素——影响水流运动的物理指标 例如：断面几何形状、过水断面面积、湿周和水力半径等
Yangzhou Univ
《水力学》
第三章 水动力学基础
2
水流总是从水头大处流 向水头小处；
水流总是从单位机械能大 处流向单位机械能小处
2
水力坡度Z2 J——单位长度流程上的水头损失
0
J dhw dH
dL dL
《水力学》
第三章 水动力学基础
§4 恒定总流的能量方程
4 恒定总流的能量方程
方程的应用条件：
z1
p1
1V12
2g
z2
p2
2V22
2g
hw
水流必需是恒定流；
在所选取的两个过水断面上，水流应符合渐变流的条件， 但所取的两个断面之间，水流可以不是渐变流；
流程中途没有能量H输入或输出。否则，修正方程式：
z1
p1
1V12
流体力学水利学第三章水动力学复习资料课件PPT
t = t0 ＝ 给定时刻， （x，y，z）＝ 变数
（x，y，z）＝ 给定 点，t ＝ 变数
同一时刻，不同空间 点上液体质点的流速 分布，即流场。
不同液体质点通过给 定空间点的流速变化
2.液体质点运动描述 1）质点运动速度
u=ux+uy+uz
z
ux= ux( x,y,z,t )
uy= uy( x,y,z,t ) uz
F pdA p dpdA gdAdz
2、 微分流段质量与加速度的乘积 Ma dAds du
dt
F Ma 即pdA p dpdA gdAdz dAds du dt
对于恒定元流，u us
du dt
du ds ds dt
u du ds
d u2
ds
2
pdA p dpdA gdAdz dAds du
3、流动稳定性演示
恒定流—运动要素不随时间变化
v=v(x,y,z,), p=p(x,y,z)
3、流动稳定性演示
非恒定流—运动要素随时间变化
v=v(x,y,z,t), p=p(x,y,z,t)
三、均匀流与非均匀流
1、均匀流（Uniform flow）
（1）定义：流线为相互平行直线的水流 或流线上的速度矢量都相同。
二、恒定流与非恒定流
1、恒定流（Steady flow）
所有运动要素≠f(t)-----不随时间变化 u=u(x,y,z), p=p(x,y,z)
ux/t= uy/t= uz/t=p/t=0
2、非恒定流（Unsteady flow）
任一运动要素=f(t)-----随时间变化 u=u(x,y,z,t)或 p=p(x,y,z,t)
因此，该方法在工程上很少采用, 但这个 方法在波浪运动中、PIV水流量测等问题研究中 多用这个方法。
九年级第四单元自然界的水单元复习~（附单元思维导图）
九年级第四单元自然界的水单元复习~（附单元思维导图）一、保护水资源1.自然界的水（人类拥有的水资源）（1）世界水资源概况v 地球表面约71%被水覆盖，海洋是地球上最大的储水库，其储水量约占全球总储水量的96.5%。
v 淡水约占全球总储水量的2.53%。
v 海水中含有的化学元素有80多种。
（2）我国的水资源概况☆ 我国水资源总量居世界第六位。
☆ 我国人均水量约为世界人均水量的四分之一。
2.爱护水资源(1)节约用水v 工业上，提高水的重复率；农业上，农业和园林浇灌改大水漫灌为喷灌和滴灌；v 生活中，如关紧身边的水龙头，更换滴水、漏水的水龙头，生活用水重复使用，如用淘米水浇花。
(2)水体污染的来源：工业污染、农业污染、生活污染。
v 工业污染：废水、废渣、废气（工业“三废”）。
v 农业污染：化肥、农药的不合理使用。
v 生活污染：含磷洗涤剂的大量使用、生活污水的任意排放等。
(3)防水体污染v 工业上，应用新技术、新工艺减少污染物的产生，同时对污染的水体处理符合标准后再排放；v 农业上，提倡使用农家肥，合理使用化肥和农药；v 生活污水要逐步实现集中处理和排放。
v 加强水质的质量检测二、电解水实验和水的净化电解水实验1.水在直流电的作用下，发生了分解反应，生成了氢气和氧气。
2.结论：水是由氢元素和氧元素组成的。
【注意】电解水时电极上出现的气体可巧记为“正氧负氢、氢二氧一”。
水的净化1.自来水的净化过程可分为以下几个步骤：（1）先加入絮凝剂，使悬浮在水中的微小颗粒状杂质被吸附凝聚，然后在沉淀池中沉降分离；（2）使沉淀池里较澄清的水，经过滤池和活性炭吸附池，得到更清的滤后水；（3）在滤后水中通入适量氯气（或二氧化氯）进行消毒灭菌后，得到较纯净的自来水（自来水属于混合物）。
2.纯水与天然水的区别：纯水是无色、无臭、清澈透明的。
自然界中的河水、湖水、井水、海水等天然水里含有许多可溶性和不溶性杂质，因此常呈浑浊。
【注意】1.明矾的净水作用：明矾常用作絮凝剂。
2022年二级建造师《水利水电工程管理与实务》思维导图-最新
经营性 中央水利基本建设项目 地方水利基本建设项目
按建设规模和投资额
大中型 小型
项目法人制度
”三项“制度
招标投标制
建设项目管理专项制度
代建制
建设监理制
政府和社会资本合作（PPP制）
施工准备阶段的工作内容
建设实施阶段的工作内容
水工建筑物实行定期安全鉴定
一类闸（达到标准）
水利水电工程安全鉴定的有关要求
水工建筑的安全类别
外加剂的分类和应用
改善混凝土其他性能
常用外加剂：减水剂、引气剂、早强剂、缓凝 剂、防冻剂、速凝剂、膨胀剂等
选择和使用
化学成分：碳素结构钢、普通低合金钢
分类
生产加工工艺：热轧钢筋、热处理钢筋、冷拉钢筋和冷轧钢筋 轧制外形：光圆钢筋、带肋钢筋、冷轧扭钢筋、钢丝及钢绞线
钢材的分类和应用
力学性能：有物理屈服点、无物理屈服点 钢筋主要力学性能
建设单位安全责任
勘察设计单位安全责任
水力发电工程安全管理的要求
施工单位安全责任
监理单位安全责任
监督管理
水利水电工程验收
验收分类
水利工程验收的分类及要求
基本要求
监督管理的基本要求
分部工程验收的基本要求
水利工程项目法人验收的要求
单位工程验收的基本要求
合同工程完工验收的基本要求
水利工程阶段验收的要求
环境保护验收
变更和索赔的处理方法与原则
违约 索赔
价格调整
项目法人分包管理职责
施工分包的要求
承包单位分包管理职责 分包单位管理职责
分包问题的认定与责任追究
水利水电工程质量管理
项目法人（建设单位）质量管理的主要内容