感潮河段水沙数学模型研究与应用
第４３卷第１期 ２ ０ １ ２年１月 人 民 长 江 Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ ＶＯ１．４３．ＮＯ．１ Ｊａｎ．， ２０１２
文章编号：１００１—４１７９（２０１２）Ｏｌ一００１８—０４
感潮河段水沙数学模型研究与应用
董炳江，袁 晶
（长江水利委员会水文局，湖北武汉４３００１０）
摘要：感潮河段的水流和泥沙运动均具有很强的非恒定性，采用有限体积法建立了一套感潮河段平面二维水 流泥沙数学模型。模型采用同位网格的ｓＩＭＰＬＥＣ法对水流方程进行离散和求解，较全面地考虑了非均匀悬 移质及推移质运动，具有较好的普遍适用性。以长江下游口岸直河段和仪征河段为例，分别对模型作了定床 和动床计算，计算结果与实测值符合较好，从而证明了模型的可靠性。 关键词：数学模型；泥沙 中於；长江下游；感潮河段 中图法分类号：ＴＶ１４２ 文献标志码：Ａ
长江下游有相当长河段属于感潮河段，感潮河段 水流不仅受径流的影响还受到潮汐动力的作用。由于
潮汐存在周期性变化，在涨潮、落潮更替阶段，流向也 随之朝相反的方向改变；流速和流量亦随潮位的不同
而变化，因此水动力特征极为复杂。感潮河段泥沙大
体来自两个部分：一部分为内陆径流挟运而来的流域 泥沙，另一部分为随潮而来的海域泥沙，且泥沙运动与
水流运动呈现出复杂的关系，水流、泥沙运动均具有很 强的非恒定性，而非恒定输沙也正是未来泥沙科学研
究的热点之一 。
随着人们对泥沙输运过程认识的进展和数值计算 条件、方法的提高，泥沙数学模型在感潮河段工程中得
到广泛的应用，并且日益成为研究水流、泥沙等运动规 律的一个强有力的手段，普遍受到人们的重视 。
感潮河段平面二维水沙数学模型主要依据非恒定
水动力学、河流泥沙动力学、河床演变等基本方程，根 据一定的河道地形和水沙条件，利用现代高速计算机
技术和数值求解技术，通过模型的反复试算、率定，从 而预测、预报在一定水沙和河道边界条件下的水沙运
动和河道冲淤变形，是目前研究感潮河段水动力情况、
河势变化预测预报以及工程泥沙问题的主要手段之 １模型建立
１．１ 基本方程
笛卡尔坐标下的非恒定流平面二维水沙方程组：
水流连续方程
丝＋ ＋ 盟：０ ｆ １） ｏｔ Ｏｘ ｄ 水流动量方程（忽略表面风应力及地球自转Ｃｏｒｉ．
ｏｌｉｓ力）
！兰 ＋ （兰兰 ＋—Ｏ（ｖｕ—ｈ）＋ 生＋ ｔ３ｔ Ｏｘ ｃ３ｙ ｃ３ｘ
兰——％／／￣ ２一 ｈ（Ｏ２，ｕ＋－ ”）ｇ ：０（２）— ｒ一一 以＋ｄｙ ｕ 【２’
丛 ＋ ＋—ａ（ｖ—１２ｈ）＋ ＋ Ｏｔ Ｏｘ ｙ ｄｙ
＾（ ０２１２＋ ａｙｇ — 一 ， （ 十一）刈
分组悬移质不平衡输沙方程
ａ（ｈＳ ） ａ（Ｓ，ｉｕｈ） ａ（Ｓ ｖｈ） Ｏｔ Ｏｘ Ｏｙ
（ ＋孥ｈ ｓ ５ （４１）
收稿日期：２０１１—１０—１０ 基金项目：国家重点基础研究发展计划“９７３”项目（２０１２ＣＢ４１７００１）；国家自然科学基金项目（５０６００９０１８）
作者简介：董炳江，男，博士，主要从事河流数值模拟研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｄｏｎｇｂｉｎｇｊｉａｎｇ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｎ．
第１期 董炳江，等：感潮河段水沙数学模型研究与应用 １９
分组推移质不平衡输沙方程
ａ（ｈＳ ） ａ（ｓ Ｍ ） ａ（Ｓｂｌｖｈ） ——＋——＋——一 ａｆ ｄ ｙ
６ （Ｓ“一Ｓ ）＝０
总河床变形方程 式，从而引入相邻两点间的压力差（水位差）。同时为
了加强速度与水位之间的耦合关系，模型按照ｃ．Ｍ． Ｒｈｉｅ和ｗ．Ｌ．Ｃｈｏｗ的建议采用动量插值公式计算 。 （５） １．２．２ 泥沙关键问题处理
悬移质水流挟沙力采用波流共同作用下的窦国仁
ｐ ＝∑ （Ｊｓ ｓ ）＋∑％∞ （Ｓ Ｓ ）
（６） 式中，ｈ为水深，ｍ；“， 分别为 ，Ｙ方向的流速，ｍ／ｓ；
为水位，ｍ；Ｃ为谢才系数； 为水流紊动粘性系数，
＝ａＵ＋ｈ，Ｕ 为摩阻流速；Ｓ 为第ｉ组悬移质垂线平均 含沙量；Ｓ 为第ｉ组悬移质挟沙力；Ｓ 为第ｉ组推移质
输沙量折算成全水深的含沙量；Ｓ 为第 组推移质输
沙率折算成全水深的含沙量； 为悬移质泥沙恢复饱
和系数； 为推移质泥沙沉降概率； 为泥沙沉降速
度，ｍ／ｓ；ｐ 为泥沙干密度，ｋｇ／ｍ ；ｚ 为河床高程。
上述方程（１）～（５）经过曲线坐标系的导链关系
转换，最后得到正交曲线坐标下的统一控制方程如式
（７），表１为统一控制方程的变量。
．， ＋ ＋ ＝
喜ｃ 竽警 ＋ ｃ ＋Ｓｏ ｃ ７
表１统一控制方程变量
１．２ 计算方法
１．２．１ 水流方程数值解法
模型采用同位网格法布置方程变量（ｕ， ，ｚ，ｓ），采 用有限体积法离散变量方程，并采用ＳＩＭＰＬＥＣ算法
求解水位和流速耦合问题。
由于采用同位网格，对于动量方程将出现以下新 问题，即动量离散方程无法检测出不合理的压力（水 位）场，从而可能使数值计算得出物理上不合理的压
力（水位）场 。采用目前在相关文献中应用较广的
动量插值（Ｍｏｍｅｎｔｕｍ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）方法进行计算，即
在计算界面流速时不单纯采用线性插值，而是采用一 种由动量插值与线性插值组合而成的混合插值计算公 公式 ：
－ｓ －～ （８）
式中， 为系数，其值一般取为０．０２３； 和 分别为
水、沙容重，ｋｇ／ｍ ；ＯＪ为悬移质全沙群降速度，ｍ／ｓ。 水体中的泥沙有两个来源：一个是由上游随水流
而来，另一个是由于水流的紊动扩散作用从床面上扩 散上来。因此，悬移质挟沙力级配是一定来水来沙和
河床条件的综合结果，它既与床沙级配有关，又与上游 来沙级配有关，忽视了任何一方面都将使计算结果出 现较大误差。基于这样的认识，本模型分组挟沙力级
配采用如下模式：
Ｐ 一 ： 。 （Ｐ ／ｏＪ ）
式中，Ｐ 为第ｉ组粒径悬沙级配；Ｐ 为第ｉ组粒径床沙 级配； 为系数，一般０＜ ＜１。
在均匀流和均匀沙的情况下，推移质的恢复饱和 速度快，恢复距离短，一般可视为平衡输沙；当在非均 匀流和非均匀沙时，床沙级配沿程不断变化，因而推移
质饱和不断遭到破坏，而且推移质与悬移质之间的不
等价交换，以及推移质的时空滞后性，导致了推移质的 不平衡输沙现象，如本文采用推移质不平衡输沙模
０ 第ｉ组粒径推移质输沙率方程 ： ｓ 一棚 （ Ｕ２（１０）
式中，Ｐ 为第ｉ组粒径床沙级配；叼 为第ｉ组粒径推移 质泥沙隐蔽系数；Ｕ 为推移质泥沙临界启动流速， 为床面粗糙程度；Ｃ。为无量纲舍齐系数。
水流中运动的泥沙与床沙处于不断的交换之中， 床沙级配的调整变化对河床的冲淤影响十分显著。当 河床冲刷时，河床组成逐渐粗化，水流挟沙力降低，从
而使冲刷强度减小；相反，若河床发生冲淤，则床沙细 化，水流挟沙力增大，使淤积强度减小。已有的河床调
整模式有多种，如吴伟民、李义天模式，还有韦直林模 式，本模型采用韩其为的四层床沙级配调整模式 。
２模型应用
２．１ 口岸直河段定床计算
口岸直河段数学模型计算范围上迄五峰山，下至 ２０ 人 民 长 江
界河口，模拟河段全长约６４ ｋｍ，主河道平均宽１ ｋｍ。 模型网格数为４８１×１０１，如图１所示，为了比较清晰
了解网格状态，图中还绘制了局部区域网格。
图１ 口岸互河段网格示惹 河段的糙率系数为０．０ｌ８ ６～０．０２６ ５，水流紊动
粘性系数公式中常数取０．９，采用全隐式计算，计算时 间步长取１０ Ｓ。计算上边界和下边界都为实测的水位
过程。 图２～４给出了１号和２号站点的水位值、流速值
以及流速角度验证图，从图中可见计算值与实测值吻 合较好，可看出模型能较好地模拟感潮河段的水流运
动过程。
田
时间 （ｂ）２号点
图２水位值验证（２００６年２月）
２．２仪征河段动床计算
长江下游仪征河段上迄三江口，下至瓜洲，长约 善 箜 田 蓦 匝
图３ 田 田
时间 （ｂ）２号点
流速值验证（２００６年）
蓥
图４流速角验证（２００６年） ４０ ｋｍ。其中三江口至泗源沟，全长约１５ ｋｍ，为单一
型河道，河道上窄下宽，平均河宽约１ ４３０ ｎｌ，河道基本
顺直。泗源沟以下被世业洲分为左右两汉，世业洲汊 道自泗源沟至瓜洲渡口，长约２５ ｋｍ，右汊即高资弯道
是主汉，为曲率比较小的弯曲河道，平均河宽约１ ４５０ ｍ；左汉为支汊，呈顺直型，平均河宽约８８０ ｍ。
模型计算网格数为４１０×Ｉ ２４，河段糙率系数为 （Ｉ＿ｓ．５覃｝ 擦 一【＿ ５、、覃｝删楼
田焉 点 司号 时， 吸 咖啪 ㈨（¨】
第１期 董炳江，等：感潮河段水沙数学模型研究与应用 ２１
０．０１７ ６～０．０２７ ５，计算时间步长取１０ Ｓ。水与沙的计
算都采用非恒定过程，计算时用时间步长△ｆ逐步推 进，此种计算方式水沙耦合性较强，能够比较精确地
模拟出水挟带沙一沙改变河床一河床反过来改变流态 的全过程。 本文以２００８—２０１０年的实测水沙边界条件和地 形资料对区域的河床冲淤进行了验证，其中上下边界
为实测潮位和含沙量过程，实测值与计算结果分别见
图５，６。从图中结果可见，计算区域总体表现为“左冲 右淤”的变化规律，世业洲左汉河道表现为冲刷，而右 汊河道进口有所淤积，淤积厚度约为２ Ｉｎ，右汉下游段
表现为冲刷。验证结果在冲淤厚度大小及冲淤分布上
均较接近实测资料结果，证明本模型的实用性和有效 性，可满足感潮河段泥沙模拟的需要。
图５地形冲淤实测值
图６地形冲淤计算值 ３结论
（１）本文针对感潮河段流场的复杂性，建立了感
潮河段平面二维水沙模型，模型较全面地考虑了非均 匀悬移质及推移质运动，应用于天然河道水沙运动模
拟时具有较好的普遍适用性。 （２）为检验模型的可靠性，本文以长江下游口岸
直河段对模型作了定床潮流验证计算，通过对计算区 域内各实测点站位的水位、流速和流向验证，结果说明
该数学模型完全可以用于感潮河段流场的模拟。并用 仪征河段对模型作了动床的验证计算，较好模拟本河
段的水流泥沙运动及河床变形情况。
（３）长江下游感潮河段泥沙运动的规律是十分复 杂的，具非恒定和非均匀性两大特点，也是泥沙学科急
需解决的问题。理论研究不足仍然制约着泥沙数学模
型模拟预测精度与技术的提高，其理论突破还有待于 建立更加合理的物理概念，并加以完善。
参考文献： ［１］ 王兆印，宋振琪．欧美泥沙运动研究述评［Ｃ］∥第二届全国泥沙 基本理论研究学术讨论会论文集．中国水利学会泥沙专业委员会 编，北京：中国建材工业出版社，１９９５：３—２７． ［２］ 谢鉴衡．河流模拟［Ｍ］．北京：中国水利电力出版社，１９９３． ［３］ 陶文铨．计算传热学的近代发展［Ｍ］．北京：清华大学出版社， ２００５． ［４］ Ｒｈｉｅ Ｃ Ｍ，Ｃｈｏｗ Ｗ Ｌ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ ｆｌｏｗ ｐａｓｔ ａｎ ａｉｒｆｏｉｌ ｗｉｔｈ ｔｒａｉｌｉｎｇ ｅｄｇｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＡＩＡＡ Ｊｏｕｒｎａｌ，１９８３，２１（１１）： ｌ５２５一ｌ５３２． ［５］ 窦国仁，董凤舞，Ｄｏｕ ｘｉｂｉｎｇ．潮流和波浪的挟沙能力［Ｊ］．科学通 报．１９９５（５）：４４３—４４６． ［６］ 乐培九，朱光玉．关于推移质不平衡输沙问题［Ｊ］．水道港口， １９９６，２（６）：１—７． ［７］ 窦国仁，窦希萍．波浪作用下泥沙的起动规律［Ｊ］．中国科学（Ｅ 辑），２００１，３１（２）：５６６—５７３． ［８］ 韩其为．水库淤积ｆＭ］．北京：科学出版社，２００３． （编辑：李慧）
潮汐多汊河段滩槽水沙交换特性研究与应用--以长江通州沙河段为例
潮汐多汊河段滩槽水沙交换特性研究与应用--以长江通州沙河段为例
徐华;刘桂平;吴道文;薛亮;闻云呈
【摘 要】通州沙河段是长江南京以下12.5 m深水航道工程建设中的六大碍航河段之一，呈弯曲多汊河型，滩槽交错，涨落潮期间滩槽水沙交换量大，航道治理难度高。利用现场ADCP和多任务坐底水沙观测系统，获取了滩面窜沟和汊道内水沙运动资料，分析了滩槽水沙运动交换基本特性。针对通州沙中水道半旋转流水沙交换特征，结合现场测量和理论分析成果，研究了不同潜堤高程下的水沙拦截效果。为增强主水道碍航区水流动力，建议适当延长和抬高中水道附近过渡段潜堤长度和高程。%Tongzhou Sand Shoal Reach, a branch reach with bent and
crisscross swales, is one of the six navigation-obstruc-ting reaches in 12.
5m deep-water navigation channel project construction at the lower
Yangtze River in Nanjing, flow and sedi-ment exchange in a large quantity
at swale during ebb and flow, so the channel regulation is difficult. By
utilizing the field ADCP and multi-task landing flow and sediment
observing system etc. , the data of flow-sediment movement as well as
exchange fea-tures in ditches on beach surface and branches were gained
二维潮流泥沙数学模型理论及工程应用的开题报告
二维潮流泥沙数学模型理论及工程应用的开题报告
一、研究背景和意义
潮流泥沙是河流流域中非常重要的物质组成部分，对于河流交通、水文环境工程建设、土地利用等方面的影响较大。因此，建立潮流泥沙数学模型并研究其理论和工程应用，对于改善河流流域的环境、保护河流生态系统、开展水利工程建设等方面具有重要的现实意义。
二、研究目的和内容
本文主要以二维潮流泥沙数学模型理论与工程应用为研究对象，旨在通过对潮流泥沙数学模型理论的深入剖析、建模、验证和应用实例剖析等方面的研究，进一步完善潮流泥沙数学模型在实际工程中的应用，提高潮流泥沙数学模型的预测精度，为实际工程应用提供数据和理论支持。
三、主要研究内容
（1）二维潮流泥沙数学模型理论分析及建模；
（2）二维潮流泥沙数学模型参数获取方法研究；
（3）二维潮流泥沙数学模型验证方法和实验设计；
（4）二维潮流泥沙数学模型在实际工程中的应用实例分析；
（5）针对现有模型存在的问题对二维潮流泥沙数学模型优化的研究。
四、研究方法和流程
本文主要采用数学模型与实验相结合的研究方法，通过对二维潮流泥沙数学模型理论的建模以及对模型进行实验验证，探究模型存在的不足之处并利用相关算法进行优化，力求探究二维潮流泥沙数学模型的科学性和可操作性，并为实际工程应用提供理论与相关数据。
五、预期研究成果 （1）建立二维潮流泥沙数学模型并进行相关分析与验证；
（2）提出针对模型存在的问题的解决方案；
（3）应用二维潮流泥沙数学模型成功开展相关水文环境工程建设；
（4）在环境保护、生态建设和水利工程等方面提供相关数据和理论支持。
六、论文框架
本文计划包括绪论、潮流泥沙数学模型理论分析、模型应用实例分析、模型优化研究等章节，具体结构如下：
1.绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究目的与意义
1.4 研究方法与流程
1.5 预期研究成果
2.潮流泥沙数学模型理论分析
2.1 潮流泥沙数学模型建立原理
河口海岸泥沙数学模型研究
河口海岸泥沙数学模型研究
河口海岸是地球上一种独特而重要的地理环境，具有复杂的动力和物质输运过程。其中，泥沙输运是河口海岸过程的重要部分，它影响着河口海岸的形态、地貌和生态系统的功能。为了更好地理解和预测河口海岸的行为，我们构建并研究了一个新型的泥沙数学模型。
我们的模型基于以下假设：河口海岸的泥沙输运主要受到水文条件、地形和海洋环境的影响。我们用一系列偏微分方程来表达这个系统，包括水流速度、泥沙浓度、地形变化等。我们还考虑了泥沙的沉积和侵蚀，以及与周围环境的相互作用。
我们选取了一个具体的河口海岸作为案例，将我们的模型应用于此，以检验其有效性和准确性。通过与实地观测数据进行比较，我们的模型在预测泥沙输运、沉积和侵蚀方面表现出良好的性能。这表明我们的模型可以有效地应用于实际问题的解决。
我们的模型具有几个主要的优点。它考虑了多种影响因素，如水流、泥沙浓度、地形等。我们的模型具有良好的灵活性，可以适用于不同的河口海岸环境。然而，我们的模型还有一些局限性，例如在处理一些极端环境条件时，可能需要更复杂的物理机制和更精确的参数设定。 我们的河口海岸泥沙数学模型提供了一种有效的工具，可以帮助我们理解和预测河口海岸的行为。尽管还有改进的空间，但这个模型已经展示出其在研究和应用中的重要价值。希望我们的工作能为未来河口海岸研究提供有价值的参考和启示。
我们将继续研究和改进我们的数学模型，以更好地理解和预测河口海岸的行为。我们将以下几个方面：一是提高模型的精度和适应性，以应对更复杂的环境条件和需求；二是将模型与其他相关模型进行集成，形成更完整的河口海岸系统模型；三是加强模型的验证和测试，以确保其准确性和可靠性。
我们也将利用先进的计算技术和算法，提高模型的计算效率和性能。这将使我们能够更有效地解决实际问题，并为河口海岸的研究和管理提供更强大的支持。
河口海岸泥沙数学模型研究是一项富有挑战性和实用性的工作。通过建立和应用数学模型，我们可以更好地理解和预测河口海岸的行为，为相关研究和应用提供有力的支持。尽管存在一些挑战和局限性，但随着技术的进步和研究的发展，我们有信心克服这些困难，推动这一领域取得更大的进步。
基于二维水沙数学模型分析挡潮闸闸下淤积特征
基于二维水沙数学模型分析挡潮闸闸下淤积特征
挡潮闸是防止海水倒灌和洪水潮水侵袭的一种重要建筑结构，广泛应用于河道、水库、港口等区域。因为挡潮闸的建设往往使得河道的断面发生变化，而且挡潮闸闸下的淤积问题也是项目实施的难点之一，所以对挡潮闸的淤积特征进行研究，有助于更好地指导项目建设。
二维水沙数学模型是一种广泛应用于水文和水利方面的数学模型，可以模拟水流和颗粒物运动的动态变化过程。在研究挡潮闸闸下淤积特征时，可以采用该模型来模拟流体和颗粒物的运动状态。下面将详细介绍基于二维水沙数学模型分析挡潮闸闸下淤积特征的方法和结论。
一、模型建立和参数确定
建立二维水沙数学模型，需要确定一些关键参数，包括水流速度、颗粒物粒径、浓度等。在本研究中，水流速度取2m/s，颗粒物粒径取0.2mm，颗粒物浓度为0.1kg/m3。这些参数的确定需要根据实际情况进行调整和修正，以保证模型的准确性和有效性。
二、模型模拟和分析
在模型建立和参数确定后，可以进行模拟和分析。在分析过程中，应该关注以下几个方面。
1、流场特征
在挡潮闸闸下，由于水流速度的变化和阻碍作用，会形成较为复杂的流场，包括淤积区、漩涡等。通过模拟，可以观察到水流在挡潮闸闸下的流动情况，以及对河道下游的影响。同时，也可以分析挡潮闸下游河道的变化情况，包括断面、水深等。
2、颗粒物运动特征
在模拟中，可以观察颗粒物在水流中的运动轨迹和变化情况，包括淤积、悬移和输移等。可以分析颗粒物的聚集情况和分布特征，以及对河道下游的影响。
3、淤积特征
模拟结果可以展示挡潮闸闸下的淤积特征，包括淤积区位置、深度、面积等。可以通过模拟来确定淤积区域的大小和形态，以及对工程建设和河道流动的影响。
三、结论和建议
通过以上模拟和分析，可以得出以下结论和建议。 1、挡潮闸阻挡流体的作用会导致河道下游水深减小，可能会影响有关事项，比如航道通行、航行安全等。
闽江感潮河段潮汐-洪水相互作用数值模拟
闽江感潮河段潮汐-洪水相互作用数值模拟
傅赐福;董剑希;刘秋兴;于福江
【摘 要】本文分析了闽江感潮河段洪水、潮汐特征,利用高精度GIS数据建立了基于非结构三角网的高分辨率洪—潮耦合模型,在闽江口重点区域的网格分辨率达到50～100m.选取竹岐断面作为径流边界并基于“2006.6.6”洪水过程设计了3组数值实验,模拟结果表明:相比于只考虑洪水或者潮汐,在耦合洪水和潮汐后,各代表站的模拟值与实测值更为吻合;在30年一遇洪水的作用下,闽江感潮河段各断面的原有潮汐特征都不同程度地被洪水信号所影响,其中,文山里和解放大桥站表现出明显的洪水特征,而峡南、白岩潭和琯头站则表现出洪、潮混合特征;从峡南到琯头对应河段在高潮时段流速减小而低潮时段则流速增大,说明该河段存在很明显的洪-潮相互作用.
【期刊名称】《海洋学报（中文版）》
【年(卷),期】2015(037)007
【总页数】7页(P15-21)
【关键词】闽江感潮河段;ADCIRC二维模型;高分辨率;洪-潮相互作用
【作 者】傅赐福;董剑希;刘秋兴;于福江
【作者单位】国家海洋环境预报中心,北京100081;国家海洋环境预报中心,北京100081;国家海洋局海洋灾害预报技术研究重点实验室,北京100081;国家海洋环境预报中心,北京100081;国家海洋环境预报中心,北京100081;国家海洋局海洋灾害预报技术研究重点实验室,北京100081 【正文语种】中 文
【中图分类】P731.23
闽江发源于闽、赣、浙三省交界的武夷、杉岭等山脉，自北向南流，是福建省最大的河流，上游三大支流沙溪、建溪、富屯溪在南平汇合，进入闽江干流，流经福州市区后经马尾入海，河长541 km。
闽江干流控制站——竹岐水文站集水面积54 500 km3，以竹岐站的水文资料为参考，闽江感潮河段常遭受洪水灾害侵袭。仅从1949年以后，先后发生了10余次大洪水过程，给福州沿江堤坝造成巨大防洪压力，同时造成大量人口受灾，直接经济损失惨重。因此，闽江洪水研究及在感潮河段与海潮相互作用一直以来都是重要的研究内容。
双向波分段水位演算模型在感潮河段中的应用
第４卷第４期 ２００７年８月 现代交通技术 Ｍｏｄｅｒｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖ０１．４ Ｎｏ．４ Ａｕｇ ２００７
双向波分段水位演算模型在感潮河段中的应用
马亚平
ｆ重庆市双桥区国土资源管理局，重庆４００９０￣
摘要：将感潮河段预报断面的洪水过程视作上游洪水波和下游潮水波双向独立传播后的叠加，应用分段水位 演算方法模拟演算其传播过程，以此建立感潮河段的水位预报模型，该模型方法简单，物理概念清楚。选用长江 大通站和镇江站作为上下边界，预报南京站的水位过程，取得了较好的效果。 关键词：感潮河段：双向传播：分段水位演算 中图分类号：ＴＶ１２２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—９８８９（２００７）０４—００８０—０３
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｗａｖｅ Ｓｔａｇｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｍｏｄｅｌ ｉｎ Ｔｉｄａｌ Ｒｅａｃｈ
Ｍａ Ｙａｐｉｎｇ （Ｌａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ａｇｅｎｃｙ ｏｆ Ｓｈｕａｎｇｑｉａｏ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４００９００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｆｌｏｏｄ ｈｙｄｒｏｇｒａｐｈ ｏｆ ｔｉｄａｌ ｒｅａｃｈ ｗａｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｏｖｅｒｌａｙ ｏｆ ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｏｏｄ ａｎｄ ｔｉｄｅ ｗａｖｅｓ，ｔｈｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ｓｔａｇｅ ｒｏｕｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔａｇｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｔｉｄａｌ ｒｅａｃｈ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ．Ｔｈｉｓ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｏｆ ｃｌｅａｒ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｏｎｃｅｐｔ．Ｗｉｔｈ Ｄａｔｏｎｇ ａｎｄ Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ ｓｔａｔｉｏｎｓ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｕｐ ａｎｄ ｄｏｗｎ ｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ ｉｎ Ｙａｎｇｔｚｅ ｒｉｖｅｒ，ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｏｆ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｎａｎｊｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ ｉｓ ｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｉｄａｌ ｒｅａｃｈ；ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ；ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ｓｔａｇｅ ｒｏｕｔｉｎｇ
平面二维悬沙数学模型计算河口闸下淤积的缺陷及弥补方法_马进荣
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第
2期
2007年
6月水利水运工程学报
HYDRO2
SCIENCEANDENGINEERINGNo.2
Jun.2007
收稿日期
:2006-09-27
作者简介
:马进荣(
1971-)
,男
,江苏高淳人
,高级工程师
,主要从事河口海岸动力学、水环境及工程泥沙研究
.平面二维悬沙数学模型计算河口闸下淤积的缺陷及弥补方法
马进荣
,罗肇森
,张晓艳
(南京水利科学研究院
,江苏南京
210029)
摘要
:
分析了感潮河段闸下淤积机理及用平面二维悬沙数学模型模拟闸下淤积存在的缺陷
.提出采用分析模
式预测近闸段的泥沙平均淤厚
,其余河段由平面二维悬沙数学模型预测淤积分布相结合的方法
.实例分析表
明
,该方法可为河口建闸可行性研究提供依据
.
关 键 词
:
泥沙淤积
;平面二维悬沙数学模型
;分析模式
;河口建闸
;数值计算
中图分类号
:TV148.1ζ
TV66 文献标识码
:A 文章编号
:1009-640X(
2007)
02-0058-05
Studyonlimitsandremediationof22
Dsuspendedsedimentmodelof
siltationdownstreamofestuarysluices
MAJin2
rong,LUOZhao2
sen,ZHANGXiao2
yan
(
NanjingHydraulicResearchInstitute,Nanjing
210029
,China)
Abstract:Thesiltingmechanismdownstreamofsluicesandlimitsofthe22
Dsuspendedsedimentmodeltosimulate
thesiltingdownstreamofsluicesinatidalreachareanalyzed.Anewmethodispresented:theaveragesilting
徒骇河感潮河段冲淤变化的数值模拟
徒骇河感潮河段冲淤变化的数值模拟
李瑞杰;魏守林;王厚杰
【期刊名称】《海洋湖沼通报》
【年(卷),期】1999()4
【摘 要】研究天然河流，特别是感潮河口段河流的泥沙冲淤问题时，由于其复杂性和多变性，使得数学模型成为一种重要研究手段。本文采用天然冲积河道中缓变非恒定一维水流泥沙方程组建立了研究徒骇河感潮河段泥沙冲淤变化的数学模型。数值模拟时对河道进行了梯形断面概化。通过过河道子测站的实测资料对数值计算结果进行验证，二者吻合较好，在此基础上对徒骇河上游坝上处建闸后该河段在各级径流量影响下的冲淤变化趋势作出了模拟。
【总页数】7页(P14-20)
【关键词】感潮河段;泥沙冲淤;断面概化;数值模拟;泥沙
【作 者】李瑞杰;魏守林;王厚杰
【作者单位】青岛海洋大学
【正文语种】中 文
【中图分类】TV147.3;P332.5
【相关文献】
1.汉江兴隆弯曲宽浅河段不同水沙条件下冲淤演变的数值模拟研究 [J], 吴娱;吴亚敏;陈立
2.基于自动分潮优化技术的辽东地区感潮河段河口区潮汐规律模拟研究 [J], 孙毅 3.黄骅港外航道寒潮风暴潮及大浪作用下泥沙骤淤数值模拟 [J], 章卫胜;张金善;赵红军;李鑫
4.黄骅港外航道寒潮风暴潮及大浪作用下泥沙骤淤数值模拟 [J], 章卫胜;张金善;赵红军;李鑫
5.感潮分汊河段二维浅水非恒定潮流数值模拟研究 [J], 李有为;雷雪婷;闫军;陈婧
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长江感潮河段二维潮流数值模拟
２０１２年８月 第８期总第４６９期 水运工程 Ｐｏｒｔ＆Ｗａｔｅｒｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｕｇ．２０１２ Ｎｏ．８ Ｓｅｒｉａ１Ｎｏ．４６９
长江感潮河段二维潮流数值模拟术
路川藤 ，陈志昌 ，罗小峰 ，。 （１．南京水利科学研究院，江苏南京２１００９８； ２．水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京２１００２９）
摘要：通过非结构网格建立了长江感潮河段二维潮流数学模型，研究了水工建筑物在非结构网格中的处理，验证结 果良好；为检验模型长河段沿程流量的守恒性，模型上边界分别采用枯水、中水、洪水３种恒定流量模拟感潮河段水流运 动。计算结果表明：模型沿程流量守恒性良好，模型能够有效模拟长江感潮河段水流运动。 关键词：非结构网格；有限体积法；感潮河段；数学模型 中图分类号：Ｔｖ ８２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２—４９７２（２０１２）０８—００１ １－０５
ＴＷＯ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｔｉｄａｌ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｉｎ ｔｉｄａｌ ｒｉｖｅｒ ｏｆ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ
ＬＵ Ｃｈｕａｎ—ｔｅｎｇ ，ＣＨＥＮ Ｚｈｉ—ｃｈａｎｇ ，ＬＵＯ Ｘｉａｏ—ｆｅｎｇ ＇ （１．Ｎａｍｉｎｇ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｍｉｎｇ ２１００９８，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｌｏｇｙ—Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｗｏ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｔｉｄａｌ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｉｄａｌ ｒｉｖｅｒ ｉｎ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ ｉＳ ｂｕｉｌｔ ｗｉｔｈ ｕｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｇｒｉｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｏ ｇｅｔ ｐｒｅｃｉｓｅ ｒｅｓｕｌｔ．Ｔｈｒｅｅ ｔｉｄａｌ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ（ｄｒｙ，ｗａｔｅｒ，ｆｌｏｏｄ）ａｒｅ ｂｕｉｌｔ ｔｏ ｔｅｓｔ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｓａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｏｗ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｃ０ｎｖｅｒｓａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｉｄａｌ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｉＳ ｆａｖｏｒａｂｌｅ．Ｉｎ ｓｈｏｒｔ．ｔｈｅ ｔｉｄａｌ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｃａｎ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｔｉｄａｌ ｃｕｒｒｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｇｒｉｄ；ＦＶＭ；ｔｉｄａｌ ｒｉｖｅｒ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ
感潮河网二维水流-输运耦合数学模型
感潮河网二维水流-输运耦合数学模型
宋利祥;杨芳;胡晓张;杨莉玲;周建中
【期刊名称】《水科学进展》
【年(卷),期】2014(25)4
【摘 要】感潮河网水流不仅受径流、潮汐动力的双重影响,还常受水闸调度等人类活动的影响,水动力条件极为复杂。针对水闸调度影响下感潮河网复杂水动力及其伴随物质输移扩散模拟,提出了考虑水闸调度并集成输运对流项的水流-输运通量耦合求解器,建立了基于非结构网格Godunov格式的二维水流-输运耦合数学模型。采用具有时空二阶精度的MUSCL-Hancock预测-校正格式,结合变量重构限制器技术,在保证计算精度的同时避免了数值振荡。运用斜底三角单元网格表达水闸线状地形,并通过地形调整模拟了水闸启闭过程。算例研究表明,该模型计算精度高,可有效模拟水闸调度影响下感潮河网水流运动及污染物输运过程,具有较好的推广应用价值。
【总页数】10页(P550-559)
【关键词】物质输移扩散;感潮河网;水闸调度;Godunov格式;非结构网格
【作 者】宋利祥;杨芳;胡晓张;杨莉玲;周建中
【作者单位】珠江水利科学研究院;水利部珠江河口动力学及伴生过程调控重点实验室;华中科技大学水电与数字化工程学院
【正文语种】中 文
【中图分类】TV131.2 【相关文献】
1.一、二维耦合数学模型在感潮河网洪水风险图编制中的应用 [J], 杨莉玲;宋利祥;邓军涛;徐爽;胡晓张;孙倩雯
2.一、二维耦合数学模型在水利枢纽通航水流条件研究中的应用 [J], 崔冬;刘新成;潘丽红
3.感潮平原河网水流水质计算模型应用研究 [J], 苏飞;王士武;徐海波;陈雪
4.Godunov格式下高精度二维水流-输运耦合模型 [J], 毕胜;周建中;陈生水;张华杰;刘懿;赵越
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