基于物理模型的河流断面固化测流技术试验研究

合集下载

改进的标准河流断面设计法

改进的标准河流断面设计法标准河流断面设计法是水利工程中的重要设计方法之一，主要用于设计河流河床和河岸的断面形状，以确保河道的稳定和流量的通畅。

为了提高标准河流断面设计法的精确性和实用性，需要综合考虑多种因素，包括水流特性、流量要求和地质条件等。

下面是一些参考内容来改进标准河流断面设计法：1. 水流特性分析：首先，需要进行详细的水流特性分析，包括水深、水速、流量和流态等。

这些参数对河流断面的设计具有重要影响，因此必须对其进行充分的调研和分析。

2. 河道类型划分：根据水流特性分析结果，将河道划分为不同的类型，如直线型、曲线型、阻滞型等。

每种类型的河道都需要采用不同的断面形状和设计参数，以适应不同的流态变化和水动力条件。

3. 地质条件考虑：在进行河道断面设计时，必须考虑到地质条件对河流的影响。

例如，如果河道经过易冲刷的地质层，那么需要增加河道的宽度和深度，以提高河道的稳定性。

4. 流量要求分析：标准河流断面设计法应该结合实际的流量要求来进行设计。

根据实际情况，确定最大和最小流量，在设计断面时考虑水位变化的范围。

这样可以确保在不同流量条件下河道仍然能够正常通水。

5. 可持续性考虑：标准河流断面设计应当考虑到河道的可持续性发展。

这意味着需要保护河岸和河床的生态环境，减少生态破坏并确保生物多样性的保持。

6. 模型验证：为了验证标准河流断面设计的有效性，可以利用物理模型或数值模拟方法进行测试。

通过与实际情况进行对比，评估设计的准确性和可行性，并对设计参数做出相应的调整。

7. 经济性考虑：标准河流断面设计应该满足经济性的要求，即在保证功能和可行性的前提下，尽可能减少工程造价。

可以采用节约材料、简化结构和合理的工艺措施等方式，降低工程成本。

8. 风险评估：进行标准河流断面设计时，还需要进行风险评估，并采取相应的安全措施，以应对可能的自然灾害如洪水、泥石流等。

同时，对于可能出现的生态风险，应采取适当的措施减少对生态环境的破坏。

基于HECRAS模型上游河段古洪水流量重建研究

基于HECRAS模型上游河段古洪水流量重建研究一、内容简述随着人类社会的发展和经济的快速增长，河流水资源的开发利用日益加剧，导致河流生态环境恶化，洪水灾害频发。

古洪水流量作为衡量河流生态系统健康状况的重要指标，对于预测洪水灾害具有重要意义。

然而由于受到观测资料的不完整、模型参数的不确定性等因素影响，古洪水流量重建研究一直面临着诸多挑战。

本研究基于HECRAS模型，对上游河段古洪水流量进行了重建。

首先通过收集上游河段的历史洪水资料，构建了洪水事件序列。

然后采用HECRAS模型对洪水事件序列进行建模，并通过模拟计算得到了不同年份的洪水流量。

对比分析了不同模型参数下的结果，探讨了模型性能的影响因素，为上游河段古洪水流量重建提供了一种有效的方法。

本研究的结果表明，HECRAS模型能够较好地重建上游河段古洪水流量，为河流水资源管理、洪水灾害防治以及生态环境保护提供了科学依据。

同时本研究还为进一步研究其他流域的古洪水流量重建提供了借鉴和参考。

A. 研究背景和意义随着全球气候变化和人类活动的影响，河流洪水灾害频发，对人类生活、生产和生态环境造成了严重威胁。

古洪水流量作为河流洪水灾害的重要指标，对于预测洪水灾害、制定防洪减灾措施具有重要意义。

然而由于上游河段的地形复杂、气候多变以及历史洪水资料的不完整，使得古洪水流量的重建工作面临诸多挑战。

因此开展基于HECRAS模型的上游河段古洪水流量重建研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

首先研究背景方面，近年来国内外学者在古洪水流量重建方面取得了一系列重要成果，但在上游河段的研究相对较少。

HECRAS模型作为一种新兴的古洪水流量重建方法，具有较强的适用性和准确性，为上游河段古洪水流量重建提供了新的思路。

此外上游河段作为河流生态系统的重要组成部分，其古洪水流量的变化对于河流生态系统的健康和稳定具有重要影响。

因此研究上游河段古洪水流量重建问题，有助于更好地了解河流生态系统的结构和功能，为保护河流生态环境提供科学依据。

科技成果——河道演变分析及模型数据处理软件

科技成果——河道演变分析及模型数据处理软件
技术开发单位
长江水利委员会长江科学院
成果简介
该实用技术围绕河道演变分析、河流数值模拟与物理模型试验过程中的数学模型构建与计算分析、物理模型制作及数据采集处理、水沙及地形数据分析等方面的自动化、智能化、标准化及高效性的关键技术难题与关键科学问题，深入研究了河流模拟演变分析中建模、计算、处理及分析等方面的内容，形成了河道模拟及演变分析集成技术平台。

应用于河势监测、河道演变与治理、防洪安全方面相关的多个项目中，发挥了显著作用，能显著提高水利信息化水平，为相关科学研究、咨询设计及工程管理等提供技术支撑。

技术特点
河道演变分析及模型数据处理软件技术可以实现河道数值模拟、模型试验及河演分析等方面的数据综合处理综合。

在河流数值模拟、模型试验及河演分析等方面能显著提高水利信息化水平，为相关科学研究、咨询设计及工程管理等提供技术支撑。

适用范围
适用于河流模拟数值模拟及物理模型试验、河道与航道演变分析、河势监测、防汛决策等相关科学研究、咨询设计及工程管理等。

基于SWAT模型的基流估算及评价+--以洛河流域为例

收稿日期:2003-06;修订日期:2003-08基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(G 1999043601)~教育部博士点基金资助项目(20010027013)作者简介:杨桂莲(1979-)~女~湖北广水人~硕士研究生~主要从事水文~水资源及水环境方面的研究O E -mail :ygl 781220@sina .com文章编号:1007-6301(2003)05-0463-09基于SWAT 模型的基流估算及评价以洛河流域为例杨桂莲~郝芳华~刘昌明~张雪松(北京师范大学环境科学研究所~水沙科学教育部重点实验室~北京100875)摘要:SWAT 是一个具有很强物理机制的长时段的流域分布式水文模型~它能够利用GIS 和RS 提供的空间数据信息~模拟复杂大流域中的径流成分O 本文应用SWAT 模型对基流进行模拟~分别采用1992~1996年和1997~1998年洛河流域卢氏水文站逐年~月实测径流资料进行模型校准和验证~确定模型的敏感性参数:径流曲线数~地下水再蒸发系数~土壤蒸发补偿系数和植物蒸发补偿系数;并借助滤波技术对实测径流进行基流分割O将滤波分割的基流与SWAT 模拟值进行对比~采用线性回归系数(R 2)和Nash -Suttclife模拟系数(E ns )对SWAT 模型进行评价~其结果月基流R 2为0.76~E ns 为0.75~模拟精度较高O关键词:SWAT 模型;基流估算;滤波技术;洛河流域中图分类号:P 343;P 333.11引言地下水的补给和排泄(即形成基流)特征对地下水资源的高效管理与可持续发展~以及地表水与土壤水转换时的污染最小化方面都至关重要O 在大西洋海岸平原地区~地下径流占总径流的90%以上[1]~而在美国德克萨斯州可达50%[2]O Reay 等人发现若忽略浅层地下水这一水源~将直接影响水质管理决策的可靠性[3]O 地下水补给过程一般较复杂~取决于两类因子~一类是气象因子~如雨强~降水历时~气温~湿度~风速;另一类是下垫面因子~如地下水位以上的土壤和岩层特性~地形~植被和土地利用等O 这些因子的变化会导致地下水补给在时空分布上变化显著[4]O 计算地下水的补排通常有两种方法:水量平衡法或基于监测水分运动的张力计法~示踪剂法~重力测渗仪法[5]O 后者一般费用较高~实际中采用不多O 在干旱和半干旱地区~大流域的地下水补给和基流计算广泛采用基于水量平衡的基流估算法[6~8]和消退曲线平移法[9~12]~后者只需根据流量观测资料就可确定地下水特征值OSWAT 模型是一个具有很强物理机制的长时段的流域分布式水文模型~它能够利用第22卷第5期2003年9月地理科学进展PROGRESS IN GEOGRAPHY Vol.22~No.5Sept.~2003GIS 和RS 提供的空间数据信息模拟地表水和地下水水量与水质长期预测土地管理措施对于具有多种土壤土地利用和管理条件的大面积复杂流域的水文泥沙和农业化学物质产量的影响[13] SWAT 通过水文响应单元( R )单独计算径流量然后演算得到流域总径流量水文响应单元的水循环包括四个部分的水量融雪土壤剖面(O~2m ) 浅层含水层(2~2O m )和深层含水层(>2O m ) 土壤剖面可分为多层土壤水运动包括下渗蒸发植被截留侧向流和土壤剖面下边界向潜水层的渗流(即地下水补给) SWAT 模型中计算的地下水补给量是以下三项的总和土壤剖面下边界渗出量河道输移损失池塘和水库的蓄量[14]本文试图借助滤波技术估算基流并将该结果与SWAT 模拟值进行对比对SWAT 模型在研究区的应用结果进行评价2研究方法 .1估算方法 SWAT 模型基于水量平衡的SWAT 模型模拟每个水文响应单元的地表径流量和洪峰流量模型中采用的水量平衡方程式为SW t =SW O - tz=1(Rcay - suLf -E a -W seep - gw )(1)式中 SW t 为土壤最终含水量(mm ) SW O 为土壤前期含水量(mm ) t 为时间步长(d ) R cay 为第z 日降水量(mm ) suLf 为第z 日的地表径流(mm ) E a 为第z 日的蒸发量(mm ) W seep 为第z 日土壤剖面地层的渗透量和侧流量(mm ) gw 为第z 日的基流量(mm )模型采用下列方程式计算流域基流gw z = gw z-1 exp(-a gw At)-W LchLg [1-exp(-a gw At)](2)式中 gw z 为第z 日进入河道的基流补给量(mm ) gw z-1为第(z -1)日进入河道的基流补给量(mm ) t 为时间步长(d ) W LchLg 为第z 日蓄水层的补给量(mm ) O gw 为基流的消退系数其中补给流量由下式计算W LchLg z =[1-exp(-1/8gw )] W seep -exp(-1/8gw ) W LchLg z-1(3)式中 W LchLg z 为第z 日蓄水层补给量(mm ) 8gw 为补给滞后时间(d ) W seep 为第z 日通过土壤剖面底部进入地下含水层的水分通量(mm /d )地表径流采用美国农业部水土保持局(Soil Conservation Service )研制的小流域设计洪水模型 SCS 模型进行模拟目前该模型在美国及其他一些国家得到了广泛的应用在我国也有一些介绍和应用[15~2O] CN (Curve number )值是SCS 模型的主要参数可将前期土壤湿润程度坡度土壤类型和土地利用现状等因素综合在一起用量的指标来反映下垫面条件对产汇流过程的影响是反映降雨前流域特征的一个综合参数 SCS 模型有特定的土壤分类系统需对土壤分类进行对应归并得到符合SCS 模型的土壤分类结果[14] 因土壤属性较稳定将土壤分类结果作为不变值用于模型计算中 CN 值同样受降雨前的流域内土壤湿润程度的影响 SCS 模型将土壤湿润程度根据前5d 的总雨量划分为3类分别代表干平均湿3种状态(AMCI AMCII AMCIII ) 不同湿润状况的CN 值有相互的转464地理科学进展22卷换关系G 最终根据SCS 模型提供的CN 值查算表[15] 充分考虑当地的自然条件并参考有关研究者在SCS 模型应用中所确定的CN 值[18 19 21] 确定出当地的CN 值G壤中流用动态存储模型预测计算该模型考虑到水力传导度~坡度和土壤含水量的时空变化G 计算下渗考虑两个主要参数:初始下渗率(依赖于土壤湿度~供水条件)和最终下渗率(等于土壤饱和水力传导度)G蒸散发包括水面蒸发~裸地蒸发和植被蒸腾G 土壤水蒸发和植物蒸腾被分开模拟G 潜在土壤水蒸发由潜在蒸散发和叶面指数估算G 实际土壤水蒸发用土壤厚度和含水量的指数关系式计算G 植物蒸腾由潜在蒸散发和叶面指数的线性关系式计算G 潜在蒸散发有以下三种计算法:~argreaves (~argreaves and Samani 1985) Prestley -Taylor (Prestley and Taylor 1972) Penman -Monteith (Monteith 1965) 本文采用Penman -Monteith 法G2.2评价方法数字滤波法传统的基流分割法包括图解法[22]和分析法[23]G 图解法主观性较强在计算两次连续降雨或多次连续降雨时效果较差;分析法依赖迭代曲线拟合算法且参数较多难以确定其误差来源[24]G 近年来人们将数字滤波应用于基流的分割G 数字滤波能通过滤波器把输入系列通过一定的运算变换成输出系列G 数字滤波器的实现方式之一是利用通用计算机的存储器~运算器和控制器把滤波器所要完成的运算编成程序通过计算机来执行也就是采用计算机软件来实现[25]G滤波法较图解法更加客观操作容易执行速度快且参数较少[24]G Nathan 和McMa-hon 首次采用Lyne -~ollick 算法[26]对流量过程进行分析和处理从流量过程中分割出基流[27]G Arnold 在美国西部和东部选取6个代表流域对该方法进行验证结果表明该方法不仅精度较高而且具有较好的客观性和可重复性[28]G 本文采用该方法将实测径流划分为直接径流和基流两部分G 基于Lyne -~ollick 算法的滤波方程为:g t =Bg t 1+(1+B)(0t 0t 1)/2(4)式中:g t 为t 时刻过滤出的快速响应(即直接径流信号以日为时间步长);0为实测河川总径流;B 为滤波参数G 从总径流中过滤出快速响应即可得出基流b t :b t =0t g t (5)Nathan 和McMahon 及Arnold 等人采用三通道滤波器将模拟结果与手工分割的结果进行对比研究率定出B 值分别定为O.9O~O.95 O.925[27 29]G3实例研究3.1流域概况洛河是黄河小浪底水库以下的最大支流洛河干流在陕西省有两条西干流发源于蓝田县灞源乡北干流发源于洛南县洛源乡汇合后经陕西省的洛南县和河南省的卢氏~洛宁~宜阳~洛阳市区~郊区~偃师~巩县在神堤村注入黄河G 干流长446.9km 流域面积18881km 2 多年平均径流量34.22亿m 3G 其中洛河上游卢氏水文站以上流域流域面积4623km 2 河道长192km 跨陕西和河南两省该区为典型的石山林区[23]G 地势高峻河沟密集坡陡石多地形复杂切割严重土地贫瘠G 大部分地区海拔在12OO~2OOO m5645期杨桂莲等:基于SWAT 模型的基流估算及评价之间沿河有许多面积较小的河谷平原海拔高度600*1000m O土壤类型以棕壤~褐土为主天然植被较好除岩石裸露外大部分是天然次生杂木林森林和草地覆盖率达70%以上[31 32]O根据1971*2000年资料统计流域内多年平均降水量为720mm多年平均水面蒸发量为966mm O3.2SWAT模型估算3.2.1模型输入本文应用与Arc View GIS藕合的SWAT模型AVSWAT来处理卢氏流域的输入文件(见表1D O根据前文所述的亚流域划分原则并考虑实际的县区边界将卢氏流域划分为39个亚流域[33]O表1模型输入数据Tab.1The input data f or SWAT model数据类型尺度数据描述来源气象24个雨量站日降水和气温黄委水文局地形1=250000高程坡面与河道坡度~长度国家基础地理信息中心土壤1=1000000土壤属性如密度~剖面和质地等南京土壤所土地利用1=100000土地利用类型分类中科院地理所模型所要求的地形土地利用/覆盖和土壤数据是使用AVSWAT2000在Arc View中生成的地形数据是从1=250000万DEM中生成的O SWAT模型所要求的亚流域地图是在AVSWAT中从地形数据中生成的O流域中的土地利用分类数据是从1=100000的土地利用图中得到的并重新进行了分类得到7种土地利用类型耕地(AGRL D~林地(FRST D~草地(PAST D~农村居民点(RURL D~城镇用地(URAN D~水域(WATR D和裸地(BARE D O输入气象数据包括日降水量~最高最低气温~风速和相对湿度等这些数据可以是统计数据也可根据SWAT的天气模拟程序生成O3.2.2模型校准和验证当模型的结构和输入参数初步确定后就需要对模型进行校准(calibration D和验证(Validation D O通常将使用的资料系列分为两部分其中一部分用于校准模型而另一部分则用于模型的验证[34]O校准是调整模型参数(经分析得出SCS曲线数CN~土壤中植物可利用水量~土壤蒸发补偿系数为最敏感因子D~初始和边界条件以及限制条件的过程以使模型接近于测量值O选用线性回归系数(R2D和Nash-Suttclife模拟系数(Ens D 来评估模型在校准和验证过程中的模拟效果O使用Nash-Suttclife系数Ens来衡量模型模拟值与观测值之间的拟合度其表达式为[34]E ns=1-E nz=1(@m-@p D2E nz=1(@m-@aU!D2(6D式中@m 为观测值@p为模拟值@aU!为观测值平均值n为观测的次数O当@m=@p时E ns=1"如果E ns为负值说明模型模拟值比直接使用测量值的算术平均值更不具代表性O664地理科学进展22卷根据数据获取的完整性,选用1992~1997年卢氏水文站的河道流量对径流进行参数率定0对以下的四个敏感性参数进行调整;径流曲线数(CN 2D ~地下水再蒸发系数(RWVAPC D ~土壤蒸发补偿系数(ESC0D 和植物蒸发补偿系数(EPC0D 0通过调整这些参数使径流模拟值与实测值吻合,其模拟值与实测值年均误差应小于实测值的15%,月均值的线性回归系数R 2>O.6且E ns >O.50流量校准年径流平均误差为14.3%,且月径流E ns 为O.86,R 2为O.87,精度满足模型要求0采用模型参数率定过程中所得到的参数,应用1998~1999年的实测流量数据进行模型验证,并采用R 2及E ns 对模型的验证结果进行评价0流域出口模拟径流量与实测流量拟合较好,月径流R 2为O.81,E ns 为O.840模型对1998年6~9和1O 月,1999年4~5月和12月的模拟值较高;对1998年8月和12月的模拟值较低,其原因可能是由于降雨的空间不均匀性0但总体来说模型预测的评价系数满足评价标准0通过对径流的校准和验证,最后确定出模拟径流过程的模型参数,如表2所示0表2模型校准参数值Tab .2The calibrated parameters f or SWAT model 变量模拟过程参数描述值域/变化范围参数最终值CN 2径流径流曲线数+/-8+2RWVAPC径流地下水再蒸发系数O.OO~1.OO O.1O ESC0径流土壤蒸发补偿系数O.OO~1.OO O.2EPC0径流植物吸收补偿系数O.OO~1.OO O.1O 4结果与分析4.1估算结果SWA 模型输出的是39个亚流域逐日基流量0图版1,图1是39个亚流域年均基流分布图,而图版1,图2是8~1O 月基流总和分布图,其分布规律与年均基流分布相似,主要是由于这三个月占年均基流的46%0由于该研究区为典型的石山林区,地处黄河中游地区,汛期多发生在8~9月份,由于地下径流的滞后效应,1O 月份的基流量所占的比例也较大04.2滤波结果输入1992~1999年日流量资料,在MS -D0S 环境下运行下载的bflow .exe 模块[33],即可得到逐日基流量以及基流参数FT ~退水个数~a gw 系数和退水天数,基流参数如表3所示0表3滤波分割基流参数值Tab .3The parameters of f iltered basef low 基流系数FT 1基流系数FT 2基流系数FT 3退水个数a gw 系数基流天数O.49O.3O O.239O.OO38264注;FT 1~FT 2~FT 3为各自采用第一~二~三通道滤波时,所分割的基流占总径流的比例07645期杨桂莲等;基于SWA 模型的基流估算及评价其中Fl =Z t /@(7)c gw =ln(@gw,O /@gw,N )/N (8)式中:@gw,O 和@gw,N 分别为退水计算时的始,末流量0为了精确计算出c gw ,退水时间(N )不得少于1O 天0根据对研究区的初步分析,发现该区基流占总径流的2O%左右,因此选用基流系数Fl 3以及相应的逐日基流分割值04.3评价与分析将基于滤波技术分割出的基流值与SWAT 模拟值作对照,月基流R 2为O.76,Ens 为O.75,(如图3,图4所示),模拟精度较高0由图3可以看出,SWAT 在模拟高水流时的月份时,基流模拟结果往往偏大,而在模拟低水流时,结果往往偏小0这涉及多方面的原因,一方面,由于土壤含水层的分布本身就很复杂,另一方面,模型在校准时参数不止一个,多个参数之间的相互影响并不明确0在实际校准时,往往只对总径流进行校准,基流的校准由于一般无实测资料,难以进行图3基于滤波技术分割的月基流与SWAT 模拟值对照图Fig .3Monthly time series (1992*1999)of SWAT simulated and filtered baseflow5结论滤波技术使得基流分割地下水补给得以自动完成0该法为SWAT 模型的基流模拟评价提供了依据和途径:(1)自动化滤波技术能快速,高效地分割出基流,结合计算机使退水曲线得以自动平移,可计算出基流量;(2)在无地下水观测地区,借助滤波技术分割基流,可应用于SWAT 模型的基流校准,为SWAT 模型的径流模拟和非点源污染模拟提供了有利途径,同时也为研究地下水资源量864地理科学进展22卷图4基于滤波技术分割的月基流与SWAT 模拟值散点图Fig .4The regression of SWAT simulated and filtered basefloW提供了一种新的方法;(3)SWAT 是一个具有很强物理机制的长时段的流域分布式水文模型在充分利用GIS 和RS 提供的空间数据信息的前提下能够模拟复杂大流域中的径流成分O参考文献[1]Williams J .R . and J .E .Pinder I .GroundWater floW and runoff a coastal plain stream .Water Resources Bul-letin 1990 726(2):343~352.[2]Arnold J .G . P .M .Allen G .Bernhardt .A comprehensive surface ~groundWater floW model .Journal of ~y-drology 1993 (142):47~69.[3]Reay W .G . D .L .Gallagher Jr . G .M .Simmons .GroundWater discharge and its impact on surface Water guali-ty in a Chesapeake Bay inlet .GroundWater 1992 28(6):1121~1133.[4]Memon B .A .Guantitative analysis of springs .Environ .Geol . 1995 (26):111~120.[5]Wood W .W . W .E .Sanford .Chemical and isotopic methods for guantifying groundWater recharge in a regionalsemiarid environment .GroundWater 1997 (33):458~468.[6]Meyboom P .Estimating groundWater recharge from streamfloW hydrograph .Journal of Geophysical Research1961 66(4):1203~1214.[7]Knisel W .G .BasefloW recession analysis for comparison of drainage basins and geology .Journal of GeophysicalResearch 1963 (68):3649~3653.[8]Nathan R .J . and T .A .McMahon .Evaluation of Automated Technigues for BasefloW and Recession Analysis .Water Resources Research 1990 26(7):1465~1473.[9]Rorabaugh M .I .Estimating changes in bank storage and groundWater contribution to stream floW .Int .As-soc .Sci .~ydrol .1964 (63):432~441.[10]Bevans ~.S .Estimating stream -aguifer interactions in coal areas in eastern Kansas by using stream records .In :Seymour (Ed .).Selected Papers in the ~ydrologic Sciences US Geologic Survey Water Supply Paper .1986 (2290):51~64.[11]~oos A .B .Recharge rates and aguifer characteristics forselected drainage basins in middle and east Tennessee .9645期杨桂莲等:基于SWAT 模型的基流估算及评价074地理科学进展22卷US Geological Survey Water Resources Investigations Report.,1990,(4015):34.[12]Rutledge,puter Programs for Describing the Recession of Groundwater Recharge and for EstimatingMean Groundwater Recharge and Discharge from Streamflow Records.U.S.Geological Survey Water Resources Investigations Report.,1993,(4121):45.[13]Arnold,J.G.,R.Srinivasan,R.S.Muttiah,et rge area hydrologic modeling and assessment.Part I.Model development.Journal of the American Water Resources Association,1998,(34):73~89.[14]王中根,刘昌明,黄友波.SWAT模型的原理~结构及应用研究.地理科学进展,2003,22(1):79~86.[15]袁作新.流域水文模型.北京:水利电力出版社,1990.[16]张建云.地理信息系统及其在水文水资源中的应用.水科学进展,1995,6(4):290~295.[17]张建云,何惠.应用地理信息进行无资料地区流域水文模拟研究.水科学进展,1995,9(4):345~350.[18]张仁杰.从遥感信息到水文模型参数.遥感信息,1987,(1):13~18,28.[19]魏文秋,谢淑琴.遥感资料在SCS模型产流计算中的应用.环境遥感,1992,7(4):243~250.[20]吴险峰,刘昌明.流域水文模型研究的若干进展.地理科学进展,2002,21(4):341~348.[21]Rango A.Assessment of Remote Sensing Input to Hydrological Models.Water Resources Bulletin,1985,21(3):423~432.[22]McNamara,J.P.,D.L.Kane,and L.D.HinZman.Hydrograph separations in an Arctic watershed using mixingmodel and graphical technigues.Water Resources Research,1997,33:973~983.[23]Birtles,A.B.Identification and separation of major baseflow components from a stream hydrograph.Water Re-sources Research,1978,14(5):791~803.[24]Furey,P.R.,V.K Gupta.A physically based filter for separating baseflow form streamflow times series.WaterResources Research,2001,37(11):2709~2722.[25]Rabiner,L.R.,B.Gold.Theory and application of digital signal processing.史令启译.北京:国防工业出版社,1982.[26]Lyne,V.,M.Hollick.Stochastic time variable rainfall runoff modeling.Hydrology and Water Resources Sympo-sium Berth,Proceedings,National Committee on Hydrology and Water Resources of the Institution of Engineers, Australia,1979,89~92.[27]Nathan,R.J.,and T.A.McMahon.Evaluation of Automated Technigues for Baseflow and Recession Analysis.Water Resources Research,1990,26(7):1465~1473.[28]Arnold,J.G.,and P.M.Allen.Automated methods for estimating baseflow and ground water recharge fromstreamflow.Journal of the American Water Resources Association,1999,35(2):411~424.[29]Arnold,J.G.,P.M.Allen,R.S.Muttiah,et al.Automated baseflow separation and recession analysis tech-nigues.Groundwater,1995,(33):1010~1018.[30]郭建民,郑金亮主编.伊洛河志.北京:中国科学技术出版社,1995.[31]洛南县地方志编纂委员会.洛南县志.北京:作家出版社,1999.[32]卢氏县水利志编纂领导小组.卢氏县水利志.西安:陕西人民出版社,2001.[33]王中根,刘昌明等.基于DEM的分布式水文模型构建方法.地理科学进展,2002,21(5):430~439.[34]Nash,J.E.,and J.Suttciliffe.River Flow Forecasting Through Conceptual Models,Part1~A Discussion ofPrinciple.Journal of Hydrology,1970,10(3):282~290.[35]/swat/swatbase.html[EB/OL],2003-6-10.The Study on Basef low Estimation and Assessment in SWATLuohe Basin as An EXampleYANG Guilian ,HAO Fanghua ,LIU Changming ,ZHANG Xuesong(Institute of Environmental Sciences ,Beijing Normal University ,Key Laboratory for Water and Sediment Sciences ,Ministry of Education ,Beijing 100875,China )Abstract ,BasefloW ,usually separated from total streamfloW ,is very important in many research fields .TWo methods to analyze and calculate basefloW Were introduced .The first method uses the Water balance components from the soil and Water assessment tool model (SWAT ).The second method uses a digital recursive filter to separate basefloW from dai-ly floW .The result Was applied in Lushi basin located in the upper of Luohe to calibrate basefloW in SWAT model .Simulated floW Was calibrated against calculated floW at Luohe (4623km 2)from 1992*1996.To validate the model ,calibrated and simulated monthlyfloW at Luohe from 1997*1998Was compared With a R 2of 0.81and an Ens of 0.84.Foursensitive factors ,including CN 2,RWVAPC ,ESCO and EPCO ,are determined after cali-bration and validation of the model .The rate of three -month (Aug .to Oct .)basefloW in annual total one is 46%because the floods usually took place in August and September in the study area .Comparing simulated monthly basefloW to the filtered one from 1992*1998,a good result can be gained With a R 2of 0.76and an E ns of 0.75.The case study illu-minates that SWAT model can simulate basefloW Well ,and the filter technigue has the po-tential to provide realistic estimates of basefloW for input into regional groundWater models and a check for surface hydrologic models .!ey words ,SWAT model "basefloW estimation "digital filter technigue "Luohe basin1745期杨桂莲等,基于SWAT 模型的基流估算及评价基于SWAT模型的基流估算及评价 --以洛河流域为例作者：杨桂莲，郝芳华，刘昌明，张雪松作者单位：北京师范大学环境科学研究所,水沙科学教育部重点实验室,北京,100875刊名：地理科学进展英文刊名：PROGRESS IN GEOGRAPHY年，卷(期)：2003,22(5)被引用次数：72次1.Williams J R;J E Pinder ⅢGroundwater flow and runoff a coastal plain stream1990(02)2.Arnold J G P;M Allen;G Bernhardt A comprehensive surface-groundwater flow model 1993(142)3.Reay W G;D L Gallagher Jr;G M Simmons Groundwater discharge and its impact on surface water quality in a Chesapeake Bay inlet 1992(06)4.Memon B A Quantitative analysis of springs 1995(26)5.Wood W W;W E Sanford Chemical and isotopic methods for quantifying groundwater recharge in a regional semiarid environment 1997(33)6.Meyboom P Estimating groundwater recharge from streamflow hydrograph 1961(04)7.Knisel W G Baseflow recession analysis for comparison of drainage basins and geology 1963(68)8.Nathan R J;T A McMahon Evaluation of Automated Techniques for Baseflow and Recession Analysis 1990(07)9.Rorabaugh M I Estimating changes in bank storage and groundwater contribution to stream flow 1964(63)10.Bevans H S Estimating stream-aquifer interactions in coal areas in eastern Kansas by using stream records 198611.Hoos A B Recharge rates and aquifer characteristics forselected drainage basins in middle and east Tennessee 1990(4015)12.Rutledge A T Computer Programs for Describing the Recession of Groundwater Recharge and for Estimating Mean Groundwater Recharge and Discharge from Streamflow Records 1993(4121)13.Arnold J G;R Srinivasan;R S Muttiah Large area hydrologic modeling and assessment.PartⅠ.Model development 1998(34)14.王中根;刘昌明;黄友波SWAT模型的原理、结构及应用研究[期刊论文]-地理科学进展2003(01)15.袁作新流域水文模型 199016.张建云地理信息系统及其在水文水资源中的应用[期刊论文]-水科学进展 1995(04)17.张建云;何惠应用地理信息进行无资料地区流域水文模拟研究[期刊论文]-水科学进展1995(04)18.张仁杰从遥感信息到水文模型参数[期刊论文]-遥感信息 1987(01)19.魏文秋;谢淑琴遥感资料在SCS模型产流计算中的应用 1992(04)20.吴险峰;刘昌明流域水文模型研究的若干进展[期刊论文]-地理科学进展 2002(04)21.Rango A Assessment of Remote Sensing Input to Hydrological Models 1985(03)22.McNamara J P;D L Kane;L D Hinzman Hydrograph separations in an Arctic watershed using mixing model and graphical techniques 199723.Birtles A B Identification and separation of major baseflow components from a stream hydrograph 1978(05)24.Furey P R;V K Gupta A physically based filter for separating baseflow form streamflow times series[外文期刊] 2001(11)25.Rabiner L R;B Gold;史令启Theory and application of digital signal processing 198226.Lyne V;M Hollick Stochastic time variable rainfall runoff modeling 197927.Nathan R J;T A McMahon Evaluation of Automated Techniques for Baseflow and Recession Analysis 1990(07)28.Arnold J G;P M Allen Automated methods for estimating baseflow and ground water recharge from streamflow 1999(02)29.Arnold J G;P M Allen;R S Muttiah Automated baseflow separation and recession analysis techniques 1995(33)30.郭建民;郑金亮伊洛河志 199531.《洛南县地方志》编纂委员会洛南县志 199932.《卢氏县水利志》编纂领导小组卢氏县水利志 200133.王中根;刘昌明基于DEM的分布式水文模型构建方法[期刊论文]-地理科学进展 2002(05)34.Nash J E;J Suttciliffe River Flow Forecasting Through Conceptual Models,Part 1-A Discussion of Principle 1970(03)35.查看详情 20031.桑学锋.周祖昊.秦大庸.魏怀斌.SANG Xue-feng.ZHOU Zhu-hao.QIN Da-yong.WEI Huai-bin改进的SWAT模型在强人类活动地区的应用[期刊论文]-水利学报2008,39(12)2.于磊.邱殿明.YU Lei.QIU Dian-ming基于SWAT模型的漳卫南流域水量模拟[期刊论文]-吉林大学学报（地球科学版）2007,37(5)3.孙瑞.张雪芹.SUN Rui.ZHANG Xue-qin基于SWAT模型的流域径流模拟研究进展[期刊论文]-水文2010,30(3)4.王中根.刘昌明.黄友波SWAT模型的原理、结构及应用研究[期刊论文]-地理科学进展2003,22(1)5.郑捷.李光永.韩振中.孟国霞.邢黎明.ZHENG Jie.LI Guang-yong.HAN Zhen-zhong.MENG Guo-xia.XING Li-ming SWAT模型在水资源管理中研究进展与灌区应用展望[期刊论文]-土壤2009,41(5)1.王立红.陈娟.张慧济南市锦绣川流域景观变化对河川径流的影响研究[期刊论文]-绿色科技2011(8)2.张明旭.赵海英晋江西溪流域气候变化的SWAT模型模拟[期刊论文]-通化师范学院学报 2009(4)3.盛前丽.张洪江.刘国栋环境变化对香溪河流域径流影响的研究[期刊论文]-西部林业科学2008(4)4.岳隽.王仰麟.李贵才.吴健生.谢苗苗不同尺度景观空间分异特征对水体质量的影响——以深圳市西丽水库流域为例[期刊论文]-生态学报 2007(12)5.张华.张勃.赵传燕黑河上游多年基流变化及其原因分析[期刊论文]-地理研究 2011(8)6.翟晓燕.夏军.张永勇基于SWAT模型的沙澧河流域径流模拟[期刊论文]-武汉大学学报（工学版） 2011(2)7.袁军营.苏保林.李卉.路雨基于SWAT模型的柴河水库流域径流模拟研究[期刊论文]-北京师范大学学报(自然科学版) 2010(3)8.范丽丽.沈珍瑶.刘瑞民.宫永伟基于SWAT模型的大宁河流域非点源污染空间特性研究[期刊论文]-水土保持通报 2008(4)9.黎坤.林凯荣.江涛.陈晓宏数字滤波法在点源和非点源污染负荷分割中的应用[期刊论文]-环境科学研究 2010(3)10.罗书文.梁虹.杨桃.贺中华基于分形理论的喀斯特流域枯水资源影响因素分析[期刊论文]-安徽水利水电职业技术学院学报 2009(1)11.罗书文.梁虹.杨桃.贺中华基于分形理论的喀斯特流域枯水径流影响因素分析[期刊论文]-水科学与工程技术 2008(5)12.高杨.张明旭.王林晋江西溪流域气候变化下的水文响应研究[期刊论文]-水资源与水工程学报 2008(2)13.王林.陈兴伟基于3个站点校准与验证的晋江流域径流模拟[期刊论文]-中国水土保持科学2007(6)14.ZHANG Xiang.张扬.CHEN Xiao-dan.罗蔚汉江上游流域产水产沙时空规律研究[期刊论文]-南水北调与水利科技 2008(4)15.罗慈兰.叶水根.李黔湘SWAT模型在房山区ET的模拟研究[期刊论文]-节水灌溉 2008(10)16.罗睿.徐宗学.程磊SWAT模型在三川河流域的应用[期刊论文]-水资源与水工程学报 2008(5)17.于磊.邱殿明基于SWAT模型的漳卫南流域水量模拟[期刊论文]-吉林大学学报（地球科学版）2007(5)18.魏怀斌.王明娜.周祖昊.桑学峰基于分布式水文模型水文还原的地表水资源评价[期刊论文]-人民黄河 2009(3)19.许其功.席北斗.何连生.魏自民.姚波.霍守亮三峡库区大宁河流域非点源污染研究[期刊论文] -环境工程学报 2008(3)20.陆颖.Sam BUCHANAN.何大明流域水文模型中的土壤质地转换与饱和导水率Ks值确定[期刊论文]-云南地理环境研究 2008(5)21.黄国如流量过程线的自动分割方法探讨[期刊论文]-灌溉排水学报 2007(1)22.孔彦龙.庞忠和高寒流域同位素径流分割研究进展[期刊论文]-冰川冻土 2010(3)23.徐金涛.张奇.徐力刚抚仙湖集水域地表径流入湖水量模拟[期刊论文]-湖泊科学 2007(6)24.戴枫勇.姚琪.苏东彬SWAT模型研究[期刊论文]-江苏环境科技 2006(z1)25.代俊峰.崔远来基于SWAT的灌区分布式水文模型——Ⅰ.模型构建的原理与方法[期刊论文]-水利学报 2009(2)26.刘吉峰.李世杰.丁裕国基于气候模式统计降尺度技术的未来青海湖水位变化预估[期刊论文]-水科学进展 2008(2)27.王林.张明旭.陈兴伟基于SWAT模型的晋江西溪流域径流模拟[期刊论文]-亚热带资源与环境学报 2007(1)28.郑璟.方伟华.史培军.卓莉快速城市化地区土地利用变化对流域水文过程影响的模拟研究——以深圳市布吉河流域为例[期刊论文]-自然资源学报 2009(9)29.侯统昭.李锦育SWAT模型之初步探讨[期刊论文]-水土保持研究 2009(6)30.李丽娇.薛丽娟.张奇基于SWAT的西苕溪流域降雨—径流关系及水量平衡分析[期刊论文]-水土保持通报 2008(5)31.于峰.史正涛.李滨勇.杨具瑞.彭海英SWAT模型及其应用研究[期刊论文]-水土保持应用技术2008(5)32.于磊.顾鎏.李建新.朱新军基于SWAT模型的中尺度流域气候变化水文响应研究[期刊论文]-水土保持通报 2008(4)33.刘吉峰.霍世青.李世杰.杜宇SWAT模型在青海湖布哈河流域径流变化成因分析中的应用[期刊论文]-河海大学学报（自然科学版） 2007(2)34.许其功.刘鸿亮.沈珍瑶.席北斗参数空间分布对非点源污染模拟的影响[期刊论文]-环境科学2007(7)35.舒卫先.李世杰.刘吉峰青海湖水量变化模拟及原因分析[期刊论文]-干旱区地理 2008(2)36.李丽娇.张奇一个地表-地下径流耦合模型在西苕溪流域的应用[期刊论文]-水土保持学报。

乌江思林枢纽二线1000吨级通航建筑物整体水工物理模型试验研究

2021 年 4 月第4期总第581期水运工程Port & Waterway Engineering Apr. 2021No. 4 Serial No. 581乌江思林枢纽二线1 000吨级通航建筑物整体水工物理模型试验研究张波，于广年，马殿光（交通运输部天津水运工程科学研究所，工程泥沙交通行业重点实验室，天津300456）摘要：乌江思林枢纽已建与W 级航道相适应的通航建筑物不能满足按川级航道规划的年过坝货运量要求，拟建思林二线通航建筑物。

针对拟建的通航建筑物设计方案引航道口门区及连接段通航水流条件较差的问题，进行正态物理模型研究。

采用水流试验、流场实时测量与自航遥控船模相结合的方法，研究不同工况条件下通航建筑物上、下游引航道口门区及连接段通航水流条件和船模操控，通过方案优化比选，得出口门区最优方案布置和适航流量，结论是口门区最优方案为本文修改方案3布置形式，口门区最大通航流量建议采用1 793.8 m '/s ，解决了该通航建筑物口门区通航的关键性问题。

关键词：枢纽；物理模型；通航建筑物中图分类号：U64文献标志码：A文章编号：1002-4972（2021）04-0081-05Experimental study on hydraulic physics model of 1，000-ton navigable buildingin second line of Wujiang Silin HubZHANG Bo, YU Guang-nian, MA Dian-guang( Key Laboratory of Engineering Sediment of Ministry of Communications, Tianjin Research Institute ofWater Transport Engineering, Tianjin 300456, China)Abstract ： The navigable buildings in Wujiang Silin Hub, which are suitable for class IV channel, can notmeet the requirements of the annual freight volume of the crossing dam according to class III channel planning, sothe Silin second-lane navigation building is proposed to be constructed. In view of the poor condition of navigable flow at the entrance of the approach channel and the connecting section of the proposed navigable buildings, weconduct normal physical model research. Using a combination of water flow test, real-time flow field measurement,and self-propelled remote control model, we study the navigable water flow conditions and model manipulation in theupstream and downstream approaches of the navigable building and the connecting section under different workingconditions, and obtain the optimal layout and navigable flow rate of the entrance area through program optimization,and conclude that the optimal layout of the entrance area is the modified program 3 layout form, and the maximumnavigable flow rate of the entrance area is recommended to be 1 793. 8 m 3/s, which solves the key problem of navigability in the entrance area of the navigable building.Keywords ： hub; physical model; navigable building思林水电站位于贵州省东北部思南县思林乡境内的乌江上，上游为构皮滩水电站，下游为沙沱水电站。

水工模型试验测量技术综述

水工模型试验测量技术综述摘要:水工模型试验是解决工程实际问题，为理论研究和工程设计提供依据的重要手段。

基础数据的准确度与精确度直接关系到试验成果的质量，因此试验中的测量技术非常关键。

流速、流量、水位、压力、地形、泥沙含量等是模型试验中测量的主要数据，本文主要介绍了模型试验中这些数据的测量技术及存在的问题。

关键字:水工模型试验测量方法发展现状问题分析引言水工模型试验是根据相似原理，按照一定的相似比将需要研究的对象，如河流、水工建筑物等按一定比例缩小后，在缩小的模型中复演与原型相似的水流，进行水工建筑物各种水力学问题研究的实验技术，旨在定性或定量的揭示其运动规律或水力学特性，为理论研究和工程设计等提供依据。

自1870年弗劳德(Froude)首先按水流相似准则进行了船舶模型试验以来，随着水利事业的发展，水工模型试验水平在很大程度上有了提高，在理论设计、模型制作、试验测量、数据处理等方面都有了创新突破和发展。

模型试验中的数据测量对试验结果的质量起着至关重要的作用，数据的精确度和准确度直接关系到科研成果的质量。

在水工模型试验中主要需要控制和测量的参数有流速、流量、水位、压力、地形、泥沙等，测量仪器的精度、范围、性能等决定着测量结果的准确性，因而优良的测量技术是模型试验的前提和保障。

近年来随着激光技术、超声波技术、计算机技术及数字图像处理技术等先进技术的发展，模型试验测量技术有了较快的发展，但尚存在一些问题有待进一步研究，本文主要论述模型试验测量技术的发展及现在存在的一些问题。

1.发展现状1.1流速测量技术流体的流速是流场最基本的物理量之一，对流体流动特性的认识很大程度上取决于流场的获得，而大多数描述流场的物理量都直接或间接与流速有关，如环量、涡量、流函数、流速势函数等等。

在模型试验中流速的测量非常重要，随着技术的创新突破，流速的测量技术取得了较快的发展，从单点流速测量发展到多点测量，从单向到多向、从稳态向瞬态发展，从毕托管、旋浆流速仪、热线/热膜流速仪、电磁流速仪、超声波多普勒流速仪（ADV）、激光多普勒流速仪（LDV）、粒子图像测速仪（PIV）发展到VDMS法[1-3]。

桥涵水文课件汇总全套ppt完整版课件最全教学教程整套课件全书电子教案

似性；水文现象在时间变化和空间分布上存在着尺度性。
2、桥涵水文的研究方法
水文信息、数学方法与水文物理相结合的方法桥涵水文的研究基础是基于对所研究问题的认识程度
和对与之关联的水文信息资料的掌握程度，选择适当的数学方法以定量解决所研究的桥涵水文问题。
从系统观点看，桥涵水文研究可视为一种系统，系统输入就是对水文问题的认识和有关的水文信息的掌握，系统转换就是合适的数学方法，系统输出就是桥涵水文研究的结果和结论。
不利。K=1，河道顺直。
1.1 河流
1.1.3 河流特征
（3）河流的横断面：
即过水断面，指垂直于主流方向，横切河道，河底线与水面线所包围的平面。
输水能力减速分布
比降流量
流量和泥沙的计算
1.1 河流
1.1.3 河流特征
（4）河流的横比降：
河流沿横断面方向的水面坡度，称为横比降。
A 弯曲河段中的
表示方法的相互转化：
R W Q•t M •t 1000A 1000A 106
2.4 我国河流流量的补给
河流根据补给水量的来源可以分为多种类型的河流。
雨源类河流
01
雪源类河流
02
雨雪源类河流
03
湖泊与沼泽水补给
类河流
05
地下水补给类河流
04
人工补给类河流
06
第三节、河川的泥沙运动
3.1 河川泥沙及其特性
4 峡谷河段，河床狭窄，河岸陡峭、中、枯水河槽无明显区别。
1.1 河流
1.1.4 河流的平面形态特征
1 中泓线与河道中线一般不重合；
平原
2
河谷开阔，有时河槽高出地面，靠两侧堤防束水；
区河

基于SPH方法的流固耦合模型研究

基于SPH方法的流固耦合模型研究随着计算机技术的不断发展，流固耦合模拟已经成为了现代工程学科领域中非常重要的研究方向。

目前，流固耦合模拟已经广泛应用于各个领域，如船舶航行、风力发电、地震灾害、工艺加工等。

流固耦合模拟主要基于连续介质力学和流体力学的相关理论，采用数值计算方法进行模拟。

其中，SPH方法是一种流体模拟方法，近年来得到了越来越广泛的应用。

SPH方法(Smoothed Particle Hydrodynamics)最早由Gingold和Monaghan于1977年提出，在计算大规模非致密流动、波浪、水下爆炸等问题方面具有较大优势，因此逐渐被应用于流固耦合模拟的计算中。

在流固耦合问题中，SPH方法可以用于模拟液体和气体物质的流动，并且能够通过与固体模拟方法相结合，实现流固耦合问题的有效求解。

其中，液体和气体物质通常使用SPH方法进行模拟，而固体则可以使用有限元法等方法进行模拟。

在SPH方法的流体部分中，粒子固定在特定的位置上，通过计算每个粒子周围的差分算法，求解该位置上的流体参数，如密度、速度等。

例如，在计算流体的压力时，可以利用碰撞模型和黏性模型来估计流体压力，并将结果进行平滑处理。

而在SPH方法的固体部分中，通常采用有限元法等方法对固体运动进行建模。

流固耦合模拟将流体和固体模型相结合，通过流体和固体之间的相互作用，实现物理模型的概括。

在流体模型中，流体粒子周围的固体粒子会对流体粒子施加力，并影响流体的变形。

而在固体模型中，固体粒子周围的流体粒子则同样会产生作用力，对固体的运动和变形产生影响。

目前，流固耦合模拟已经得到广泛应用，尤其是在工业生产中的应用更加广泛。

例如，在模拟水下爆炸问题时，通过SPH方法可以精确地计算爆炸能量对水的影响，从而进行水流压力传导和渣堆析出等一系列物理过程的模拟。

又例如，在海洋工程中，通过SPH方法可以模拟海洋中的波浪、涌浪、海浪等情况，可以帮助研究人员更好地研究和预测海洋中的各种现象。

环境影响评价师选择题真题及答案

环境影响评价师选择题真题及答案环境影响评价师选择题真题及答案一、单项选择题（共90题，每题1分。

每题的备选项中，只有1个最符合题意。

）1、根据《环境影响评价技术导则总纲》下列工作中，不属于第二阶段（分析论证和预测评价阶段）环境影响评价工作内容的是（）。

A．建设项目工程分析B．确定环境保护目标C．各专题环境影响评价分析与评价D．公众参与解析：选项B确定环境保护目标属于第一阶段（前期准备、调研和工作方案阶段）的任务。

参考答案：B2、《环境影响评价技术导则总纲》所列出的环境影响因素识别方法有（）和地理信息系统（GIS）支持下的叠加图法。

A．矩阵法、类比调查法B．矩阵法、专业判断法C．网络法、专业判断法D．矩阵法、网络法解析：导则与标准教材（2012版）P22：环境影响因素识别方法可采用矩阵法、网络法和地理信息系统（GIS）支持下的叠加图法等。

参考答案：D3、根据《环境影响评价技术导则总纲》，下列评价工作中，符合“早期介入原则”的是（）。

A．某国家大型水电项目对其“三通一平”工程开展环评B．某高速公路项目在准备施工建设前开展环评C．某大型炼化项目在生产工艺确定后开展环评D．某城市轨道交通项目在选线阶段开展环评解析：导则与标准教材（2012版）P20：早期介入原则是指环境影响评价应尽早介入工程前期工作中，重点关注选址（选线）、工艺路线（或施工方案）的环境可行性。

参考答案：D4、根据《环境影响评价技术导则总纲》，下列关于环境影响预测方法的说法，错误的是（）。

A．火电厂项目大气环境影响达标预测采用数学模式法B．高速铁路项目声环境影响达标预测采用专业判断法C．跨大江桥梁项目对水文情势影响预测可采用物理模型法D．乡村公路项目对生态影响预测可采用类比调查法解析：专业判断法是定性预测评价方法，声环境影响预测应采用定量预测评价的方法，如数学模式法。

参考答案：B5、根据《环境影响评价技术导则总纲》，社会环境影响评价内容不包括（）。

河道综合治理与生态修复解决方案

生物/生态方法改
*
常用菌种：光合细菌、芽孢杆菌、枯草杆菌、放线菌、酵母菌等。优点：见效快，针对性强。缺点：适用范围狭窄，生境条件要求比较苛刻。
微生物净水技术是针对特定的水污染源投放微生物分解污染物质，达到削减污染负荷并保护水体的目的。
河道生态治理技术
微生物技术
*
综合技术的需求
污染反复治标不治本二次污染成本昂贵破坏水生态系统
河道为什么会污染？
当外界污染超过河流自净能力或污染负荷承载力时，就会发生的水污染现象。
河道治理的任务
（1）控制外源污染：推进污水处理设施建设，加快雨污分流进度进程，提高污水收集处理能力，逐步增强缓冲区截污、纳污、消污功能。（2）消除底泥污染：合理利用生态疏浚，底层曝气，微生物菌剂，水生植物修复，环境友好型药剂治理，消减底泥中的污染物。（3）改善水质，消除黑臭：通过底泥理化调理技术、生态浮床构建技术、生态溢流坝构建技术、土著微生物消泥技术、超磁分离技术、水下森林打造技术等作用改善水质。（4）打造生态驳岸，提高自然化率：在满足防洪的基础上，开展生态河岸建设，打通水陆的物质循环通道，提高生物生境多样性。（5）加强水生态系统修复：恢复河道的自然形态、恢复水生动物栖息场所、恢复沿岸带湿地植物、逐步恢复全系列水生植物与生物多样性。
*
2、水动力学物理模型----流体动力学
*
*
3、环境-生物数据相关性分析
项目
轴
1
2
3
4
特征值
0.397
0.369
0.310
0.148
种类-环境相关性
1.000
0.998
0.998
1.000
物种数据累积变化百分率
28.4

智利艾森水电枢纽导流工程物理模拟试验

水深在５ｍ以上。因此，在水力学模型上对待建的
２座电站，即贝克１和帕斯夸２２的导流条件进行．
了试验研究。
（）２维持卡雷拉将军湖一伯特兰湖水系和奥希金斯湖一奇科湖水系上游的天然水位。
（）于库水位变化小和运行流量大（３基 ≥该河流年平均流量的４％）自主调度准则，０的以确保对
出口处，贝克河流量约５０ｍ／，７。ｓ在其下游３ｍ的５ｋ贝克１坝址处，流量增至约６０ｍ／。在距卡雷拉４。ｓ
将军湖９ｍ的贝克２坝址处，录的年平均流量０ｋ记为９０ｍ／。下游支流不大，贝克河水流汇人海５ｓ当里时，流量估计为１０ｓ０ｍ／。该河水情表明，于０由冰雪融化，夏季流量为最大，平均流量季节变化范年
河段的天然水流条件。
（）５利用短尾水隧洞和（）或溢洪道泄水恢复每
３・２
［智利］Ｒ西恩富戈斯等．
智利艾森水电枢纽导流工程物理模拟试验
座大坝坝脚的水流。（）过地下工程设计，量减少对景观的视６通尽觉影响，包括输电线路选择的视觉影响标准。（）关工程附近冰川的“ 影响 ” 法。７有零方（）据独立单元的设计理念，远离居民区设８根应置施工人员生活营地，减少对当地居民的可能影响。
围为 ± ５。贝克河主要为西南流向，图１示。３％如所

Delft3D模型的应用情况研究初稿

Delft3D模型的应用情况研究摘要：Delft3D 是由荷兰Delft 大学WL Delft Hydraulics 开发的一套功能强大的软件包，能够模拟二维和三维的水流、波浪、水质、生态、泥沙输移及床底地貌，以及各个过程之间的相互作用。

该软件在国内外得到了广泛的应用，并在研究地形演变、咸潮上溯、环境评估、航道整治、洪水演进等方面获得了诸多令人满意的成果。

关键词：Delft3D;数值模拟；应用1.前言Delft3D 是由荷兰Delft 大学WL Delft Hydraulics 开发的一套功能强大的软件包，能够模拟二维和三维的水流、波浪、水质、生态、泥沙输移及床底地貌，以及各个过程之间的相互作用.其核心模块为水动力模块(FLOW），共包括波浪模块(WAVE）、水质模块（WAQ)、颗粒跟踪模块（PART）、生态模块（ECO)、泥沙输移模块（SED）和床底地貌模块（MOR）等七大模块。

Delft3D软件的工作思路是，先利用网格生成工具（RGFGRID)、地形编辑工具（QUICKIN）生成网格和网格节点上的水深文件，再通过相应的模块来计算相应的水流问题,最后根据计算结果利用后处理工具(GPP 和QUICKPLOT）处理得到的数据。

该软件在国内外得到了广泛的应用，并在研究地形演变、咸潮上溯、环境评估、航道整治、洪水演进等方面获得了诸多令人满意的成果。

2。

Delft3D模型介绍2.1模型概述Delft3D软件是由荷兰Delft水力学研究所研究开发的一套水流、泥沙、环境完全集成的计算机软件包，可用于海岸、内河、河口区域的三维计算。

该软件具有灵活的框架，能模拟二维(水平或垂向)和三维的水流、波浪、水质、生态、泥沙输移和床底地貌,以及各个过程之间的相互作用。

它是目前世界上最先进的水动力-水质模型之一。

其主要特征是:所有子模块都具有高度的整合性和互操作性;能直接应用最新过程知识;采用最为友好的图形用户界面（GUI）。

基于物理模型试验的斜坡式防波堤护面块体稳定性研究

基于物理模型试验的斜坡式防波堤护面块体稳定性研究李楠【摘要】模型按照重力相似准则设计,结构断面尺寸满足几何相似.根据试验场地、现有块体质量和试验要求,对试验断面采用合理的长度比尺.采用电机伺服驱动推板吸收式造波机,并选用合适的波谱按照《波浪模拟规程》要求进行滤波,对试验断面进行稳定性和越浪量试验.根据试验结果,对原斜坡堤断面进行优化,最终确定了斜坡堤断面,保证斜坡堤的稳定性和安全性.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】4页(P8-10,29)【关键词】斜坡堤;稳定性;断面;物理模型试验【作者】李楠【作者单位】湖北省交通规划设计院,湖北武汉430051【正文语种】中文【中图分类】TV871防波堤是港口工程的重要组成部分，是重要的港口防护建筑物，经常受风、浪、水流和其他水文、气象等因素的影响，其目的主要是保证港内水域能满足船舶停泊和码头装卸作业时所需的泊稳条件。

防波堤结构断面的水力模型试验验证，是防波堤设计的重要手段之一。

根据过去防波堤工程的情况看，除了波高较小、工程量不大的工程或者有类似条件下的试验资料时，一般均需进行模型试验。

通过断面模型试验，验证及评价防波堤断面设计的合理性，包括防波堤的防浪墙、护面结构(人工块体)、护底结构等不同部位在波浪作用下的稳定性；观测防波浪墙顶的越浪量，同时观测护面结构在越顶波浪水流的冲击下的稳定性。

根据试验结果对防波堤断面进行优化，使断面形式更为合理、经济，为防波堤断面设计提供有效的科学依据。

本文通过印尼亚齐2×110 MW燃煤机组码头工程的防波堤工程设计实例，结合物理模型试验成果，对斜坡式防波堤的结构优化方法进行探讨。

1 工程概况1.1 港口位置印尼国家电力公司(PLN)拟建设的印尼亚齐（2×110 MW）电厂项目位于北苏门答腊西海岸，在Nangroe Aceh Darussalam 省省会Banda Aceh西南175 km。

水文学中的实验与数值模拟技术研究

水文学中的实验与数值模拟技术研究水文学是研究水文特征、水文过程、水文系统和水文变化规律的学科。

对于水文学研究，实验与数值模拟技术是非常重要的研究手段。

本文将着重阐述水文学中实验与数值模拟技术的研究现状以及未来发展方向。

一、实验技术在水文学中的应用水文学实验技术指对水流、泥沙、水气相交换等水文过程进行模拟和观测的技术。

传统的水文学实验主要采用体积法、时间积分法、水平比拟法等方法。

这些方法仍具有一定的局限性，如不能模拟复杂的水文过程和流域的耐用性问题。

为解决这些问题，水文学研究者开始使用画板实验、模型实验、风洞实验、流场可视化等现代实验技术。

画板实验主要是通过将不规则的原始数据通过加工整理变成图形，以便观察、比较、分析和探讨。

模型实验是通过制作、调试、组装、示范模型，使模型与原型之间的比例、物理性质、运动规律等尽可能相似，以实现将真实的水文过程转化为模型实验过程的一种实验手段。

风洞实验是通过在风洞内保持一个静止空气环境，利用风机引导气流通过对象或原型来检验对象或原型的气动性能，以实现将真实的水文过程转化为风洞实验过程的一种实验手段。

流场可视化是将粒子追踪、阴影精炼、数字图象处理等观察特征的技术运用到模型试验中，通过展示运动颗粒、流线、速度等信息来研究水文过程的评估技术。

二、数值模拟技术在水文学中的应用数值模拟是指通过计算机模拟运用数学方法对水文过程进行模拟和模拟的技术。

水文学数值模拟可以划分为黑盒模型和白盒模型。

黑盒模型是指利用因果关系未知或只知部分的水文数据建立水文模型，如神经网络模型、支持向量机模型、个体模拟模型、进化树模型、回归法模型等。

白盒模型是指从物理及数学上对待研究对象建立数学（物理）模型并求解，如土地覆盖变化模型、水文定量关系模型、粒子群优化模型、生态驱动空间分布模型等。

相较于黑盒模型，白盒模型可以给出更加精确、可靠、具有科学合理性的水文过程模拟结果。

水文学中的数值模拟技术有很多具体的应用研究，例如：洪水预警模型、地下水数值模拟、水文水资源响应性模拟、流域综合评价模拟等等。

第六届江西省水文勘测工大赛理论试题A卷

第六届江西省水文勘测工大赛理论试题A卷（考试时间150分钟）姓名：得分：一、填空题（每空0.5分，总分30分）1、水资源承载能力具有自然和社会双重属性，是指在一定区域内，在某一具体发展阶段，以可以预见的技术和社会经济发展水平为依据，以可持续发展为原则，经过合理优化配置，水资源支持社会经济和生态环境发展的能力。

2、水文资料的三性审查包括可靠性、一致性和代表性审查。

3、水尺布设的范围，应高于测站历年最高、低于测站历年最低水位0.5m。

4、实行最严格的水资源管理制度，建立用水总量控制、用水效率控制和水功能区限制纳污控制“三项制度”，称为水资源管理三条红线。

5、降雨径流经验相关图的三要素是：降雨量、径流深、前期影响雨量。

6、流域平均降水量常用的计算方法主要有算术平均法、加权平均法和等雨量线法。

7、利用经验单位线进行流域汇流计算是基于两个假设：一是倍比原则，二是叠加原则。

8、水文现象的研究方法主要有成因分析法、数理统计法和地理综合法。

利用等值线图或经验公式进行水文特征分析属于地理综合法，而采用降雨径流经验相关图进行径流量预报则属于成因分析法。

9、水量平衡原理是指任一区域任意时段区域的进入水量减去区域的出水量等于区域内的蓄水变量。

10、影响水循环的因素主要包括气候因素、下垫面因素和人为因素。

11、闭合流域是指当地面与地下分水线完全重合或基本重合的流域。

12、水质污染通常所说的“五毒”是指水中含：酚、砷、氰、汞、铬。

13、影响我国降水的主要天气系统有：高空槽、锋面气旋、低涡、切变线、静止锋、副热带高压、热带风暴等。

14、为制定一个地区水文测站总体布局而进行的水文站网规划，其基本内容有：进行水文分区，确定站网密度，选定布站位置，拟定设站年限，各类站网配套协调，编制经费预算，制定实施方案。

15、对设置的水尺必须统一编号，各种编号的排列顺序应为：组号、脚号、支号、支号辅助号。

设立临时水尺时，在组号前面应加一“T ”，支号应按设置的先后次序排列，当校测后定为正式水尺时，应按正式统一编号。

渠道水力学模型研究与实验

渠道水力学模型研究与实验水力学是研究水运动的科学，其研究范围涉及水流的流速、水压、水位等参数，以及水流在渠道中的流态、阻力、能量转换等现象。

渠道水力学模型研究与实验是一项重要的研究工作，旨在通过建立模型和进行实验来探究和模拟水流在渠道中的各种现象和特征。

下面将介绍渠道水力学模型研究与实验的相关内容。

一、渠道水力学模型研究的意义渠道水力学模型研究对于水力工程和河流流域管理具有重要的意义。

首先，通过建立水力学模型，可以帮助工程师预测和分析渠道中的水流情况，从而指导工程的设计和施工，避免可能的问题和危险。

其次，模型研究还可以帮助科学家深入了解水流在渠道中的规律，并为水利工程的改进和优化提供科学依据。

此外，模型还可以用于预测水库、河流或其他水体中的水流动力学表现，从而更好地进行水资源规划和管理。

二、渠道水力学模型的类型渠道水力学模型可以进行物理模拟或数值模拟，具体可以分为以下几种类型。

1.1 简化物理模型简化物理模型通常是在实验室中通过缩小比例进行模拟。

通过将真实渠道缩小成实验室所能容纳的尺寸，可以在较小的空间内进行实验，减少成本和时间。

这种模型常用于研究渠道中的特定问题，如水流的流速分布、水位变化等。

1.2 相似物理模型相似物理模型考虑到了流体运动学和动力学的相似性原理，通过保持水流的相似性，即 Reynold 数的相似性，使实验模型与真实渠道之间具有一定的相似度。

这种模型可以更准确地模拟水流在渠道中的各种现象和特征，如流速、水位、涡旋等。

1.3 数值模型数值模型基于数学计算和数值方法，通过离散化和计算流体动力学方程组，模拟渠道中的水流运动状态。

这种模型可以考虑更多的参数和复杂的地形，从而更全面地了解水流的行为。

相比于物理模型，数值模型能够提供更详细和全面的渠道水力学特征。

三、渠道水力学模型实验的关键技术渠道水力学模型实验涉及到一系列关键技术，以下是其中几个重要的技术。

3.1 模型制作技术模型制作是渠道水力学模型实验的关键环节。

大型河工模型分布式表面流场测量系统研制及应用

ＤＯＩ：１０．１６１９８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００９－６４０Ｘ．２０１８．０１．００３陈诚，夏云峰，黄海龙，等．大型河工模型分布式表面流场测量系统研制及应用［Ｊ］．水利水运工程学报，２０１８（１）：１７－２２．（ＣＨＥＮＣｈｅｎｇ，ＸＩＡＹｕｎｆｅｎｇ，ＨＵＡＮＧＨａｉｌｏｎｇ，ｅｔａｌ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｆｏｒｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｉｎｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅｒｉｖｅｒｍｏｄｅｌｔｅｓｔ［Ｊ］．Ｈｙｄｒｏ⁃ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１８（１）：１７－２２．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））㊀第１期２０１８年２月水利水运工程学报ＨＹＤＲＯ⁃ＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＮｏ．１Ｆｅｂ．２０１８㊀㊀收稿日期：２０１７－０３－１６㊀㊀基金项目：国家重大科学仪器设备开发专项（２０１１ＹＱ０７００５５）；国家重点研发计划项目（２０１７ＹＦＣ０４０５７０３）；国家自然科学基金资助项目（５１３０９１５９）；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金（Ｙ２１６００４，Ｙ２１５００６，Ｙ２１４００２，Ｙ２１２００９）㊀㊀作者简介：陈㊀诚（１９８２），男，贵州贵阳人，高级工程师，博士，主要从事水力学及河流动力学研究㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｃｃｈｅｎ＠ｎｈｒｉ．ｃｎ大型河工模型分布式表面流场测量系统研制及应用陈㊀诚，夏云峰，黄海龙，王㊀驰，金㊀捷，周良平（南京水利科学研究院水文水资源及水利工程科学国家重点实验室，江苏南京㊀２１００２９）摘要：在河工模型试验中，粒子图像表面流场测量方法得到了广泛应用㊂研制了一种新型分布式表面流场测量系统，该系统采用局域网组网与光纤传输相结合，通过ＰＯＥ千兆交换机与高清智能一体化工业摄像机相连，显著降低了布线复杂度，具有系统传输距离远㊁布设简单㊁集成度高㊁可扩展性强等优点㊂系统具备可视化全自动采集㊁可视化错误矢量剔除㊁导出多种数据格式，生成流场等值线图㊁流线等功能㊂在系统研制基础上，提出了一种对粒子图像表面流场测量系统进行精度检测的新方法，通过精确控制匀速旋转平台模拟水流运动，将表面流场测量系统实测数据与旋转平台上各点精确数据进行对比检测，检测结果表明，研制的表面流场测量系统测量误差小于５％，已在长江河口模型等多个大型河工模型中得到成功应用㊂关㊀键㊀词：模型试验；流场测量；粒子图像；检测方法中图分类号：ＴＶ８３㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号：１００９－６４０Ｘ（２０１８）０１－００１７－０６在河工模型试验中，采用粒子图像测速技术（ＰＩＶ，ＰａｒｔｉｃｌｅＩｍａｇｅＶｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ）测量表面流场，可以获取河流泥沙工程中的流速分布信息，从而对河流水动力结构进行研究，为工程方案提供科学依据，该技术已广泛应用于河工及港工模型大范围瞬时表面流场的测量［１－４］㊂河工模型试验中的ＰＩＶ技术与水槽试验中的常规ＰＩＶ技术的区别主要在于：①测量区域比常规ＰＩＶ大得多，通常摄像头架设的位置离测量区域较远，为了满足图像处理的要求，所采用的示踪粒子粒径较大；②照明系统通常采用普通光源（甚至可以是自然光）照明，而常规ＰＩＶ需要专门的激光片光源进行照明㊂目前表面流场测量系统能够多次自动测量大范围的表面流场，较好地解决模型试验的流场测量问题，但也存在需要进一步改进的地方：如安装及标定过程较复杂；布线麻烦；测量过程中需对每个通道的图像进行手动阈值调整；流场错误矢量剔除费时费力㊂为了解决上述难题，本文研制了一种新型分布式表面流场测量系统，并成功应用于模型试验研究㊂为了分析研究模型试验中的粒子图像测速技术，便于不断完善和提升表面流场测量系统的各项性能指标，从而促进河流泥沙科学研究水平不断提高，有必要研究表面流场测量系统测量精度的检测方法㊂示踪粒子跟随性㊁摄像机分辨率㊁镜头畸变㊁安装高度㊁图像采集时间控制精度及流场提取算法等都直接影响系统测量精度，在流场系统实际使用过程中，粒子图像跟踪算法（ＰＴＶ，ＰａｒｔｉｃｌｅＴｒａｃｋｉｎｇＶｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ）中粒子图像阈值及ＰＩＶ互相关算法中相关窗口大小的确定也会直接导致测量误差［５－９］㊂目前常用的检测方法主要是在模型试验中使用常用的流速仪包括旋桨流速仪㊁ＡＤＶ声学多普勒流速仪等进行对比测量，但这些流速仪都需. All Rights Reserved.水利水运工程学报２０１８年２月要放置于一定水深才能测量，无法直接测出表面流速，会直接影响检测结果㊂为了解决上述问题，提出了一种对模型试验中粒子图像表面流场测量系统进行精度检测的新方法㊂１㊀分布式表面流场测量系统研制１１㊀研制原理基于粒子图像测速技术（ＰＩＶ）研制大范围表面流场测量系统㊂采用千万像素高清智能一体化工业摄像机，通过无线网络与电脑连接，采用互相关算法［１０－１１］进行粒子图像匹配来计算表面流场，应用粒子图像跟踪算法（ＰＴＶ）［１２－１３］测量粒子迹线并生成动态可视化流迹线，结合流体力学连续性原理对流场中错误矢量进行剔除㊂系统可同步测量大范围多通道的表面流场及流迹线，具有较高的测量效率和精度，适用于大型物理模型试验表面流速分布的测量㊂图１㊀系统组网示意Ｆｉｇ１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｓｙｓｔｅｍｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ１２㊀硬件系统组成系统采用局域网组网与光纤传输相结合，如图１所示，通过ＰＯＥ（ＰｏｗｅｒＯｖｅｒＥｔｈｅｒｎｅｔ）千兆交换机与高清智能一体化工业摄像机相连，供电同时传输图像，完成摄像机局域网组网后，通过光纤收发器进行长距离图像传输，满足远距离㊁高速㊁高宽带的快速以太网工作的需要，达到长距离的高速远程互连㊂然后通过交换机与无线路由器传输，实现计算机终端的无线连接㊂由于采用了ＰＯＥ供电，显著降低了布线复杂度，系统传输距离远，布设简单，集成度高，可扩展性强㊂采用１２００万像素高分辨率智能一体化工业摄像机，图像分辨率４０００ˑ３０００像素，配置红外自动增益，自适应光线调节，自动变焦（２８１２ｍｍ），安装高度１２ｍ，终端拍摄范围为２０ｍˑ１８ｍ㊂可实时拍摄彩色高清照片，配置红外自动增益，自适应光线调节，背光补偿，数字宽动态，特别适用于大型河工模型长时间测量，自动消除光线变化影响㊂标准型工作温度－３０ħ ６０ħ，一体化ＩＰ６７防护等级护罩，有效解决模型试验中温度㊁湿度等问题，保证系统长期稳定运行㊂另外，支持智能化嵌入图像处理算法，显著提高图像处理速度，可保证多通道瞬时同步采集㊂智能一体化工业摄像机具有千兆网接口，并采用ＰＯＥ供电，通过ＰＯＥ千兆网交换机，仅用一根网线便可同时完成图像传输和摄像机供电，无须另外再配供电线路，显著降低了布线的复杂度，扩展简单，节能环保㊂另外，在摄像机上设置了水准气泡，在安装过程中可以方便㊁快速准确地将摄像机调成水平，在标定过程中每个摄像机拍摄范围内只需要选择２个标定点即可完成图像坐标与模型坐标的转换㊂图２㊀可视化全自动采集Ｆｉｇ２Ｖｉｓｕａｌａｎｄａｕｔｏｍａｔｉｃａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ１３㊀软件系统功能软件系统基于ＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ平台，结合数字图像处理技术与河流动力学理论，主要包括图像采集模块㊁图像处理模块及流场数据后处理模块㊂主要功能如下：（１）可视化全自动采集：无需手动设置图像阈值等进行粒子识别，采集时可实时监控多通道粒子分布情况㊂采用互相关算法与流体力学基本理论相结合，自动进行粒子匹配，同步采集大范围多通道的流场数据，如图２所示㊂（２）采用可视化错误矢量剔除方法：基于流体连续性原理，选择局部流场区域，通过滑动条控件调整流速大小及方向阈值，超过此范围的流速矢量自动差别为错误矢量，进行实时突出显示后可直接剔除，处理速度快㊂并可进行网格插值㊁断面流速插值㊁定点插值等，８１. All Rights Reserved.㊀第１期陈㊀诚，等：大型河工模型分布式表面流场测量系统研制及应用图３㊀迹线可视化Ｆｉｇ３Ｓｔｒｅａｍｌｉｎｅｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ数据后处理快速方便㊂（３）流场数据可直接导出为ＴＸＴ，ＣＡＤ，ＴＥＣＰＬＯＴ和ＢＭＰ等多种格式，可生成流场等值线图㊁流线等㊂（４）采用粒子跟踪图像处理算法，识别并提取粒子图像，动态地叠加到背景图像，生成动态可视化流迹线图像及视频，如图３所示㊂２㊀系统精度检测方法模型试验中水流运动通常较为复杂，在边界突变等情况下容易产生旋转流等，为了尽量接近模型试验中真实流动情况，同时便于提取对比测量数据，设计匀速旋转平台来模拟水流运动㊂用计算机精确生成随机粒子图像（粒子大小与分布可调），然后打印固定在旋转平台上，以恒定的角速度ω旋转来模拟模型试验中表面流场的粒子运动㊂由于旋转平台上的粒子是由计算机精确生成，在平台的坐标位置可以精确测定㊂将表面流场测量系统摄像机拍摄的平台中心与平台中心精确对应，旋转平台上任意位置的速度大小可通过ｖ＝ωｒ精确测定，速度方向为该点的切线方向㊂将表面流场测量系统实测流场数据与旋转平台精确值进行对比，便可直接测出系统测量误差㊂图４㊀检测装置组成Ｆｉｇ４Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｄｅｔｅｃｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅ检测装置主要包括：圆形旋转平台㊁步进电机㊁控制器㊁传动机构等（见图４）㊂圆形旋转平台为直径３０ｃｍ的光滑平整铝制转盘㊂步进电机分辨率为０００１ʎ，最大转速可达５０ʎ／ｓ㊂驱动模式采用蜗轮蜗杆结构，传动比为９０：１㊂旋转轴系采用多道工艺精密加工而成，配合精度高㊂转盘刻度圈是激光刻划标尺，方便初始定位和读数，采用精密研配的蜗轮蜗杆结构，可以任意正向和反向旋转且空回极小㊂步进电机和蜗杆通过弹性联轴节连接，传动同步，消偏性能好，大大降低了偏心扰动且噪音小㊂控制器总是工作在４种状态之一：自动状态㊁手动状态㊁程序编辑状态㊁参数设定状态㊂控制器通电后，控制器处于手动状态且坐标值自动清零，可进行手动／自动模式切换，设置旋转速度㊁旋转时间㊁旋转方向等参数㊂系统检测时，将旋转平台旋转在拍摄图像中心位置，分别设置旋转平台旋转速度为１，５，１０，２０和３０ʎ／ｓ，在平台平稳运行过程中使用表面流场系统进行测量，保存测量数据；为了检测系统的畸变校正性能，可在拍摄图像中心位置与图像边缘间分别放置旋转平台进行检测㊂为了检测系统在不同高度的测量性能，可变换安装高度进行检测㊂经过多次检测，研制的表面流场测量系统测量误差小于５％㊂３㊀系统应用将研制的分布式表面流场测量系统应用在长江河口段模型中，用于常熟港区规划模型试验研究，系统安装了３０个高清智能一体化摄像机，其布置见图５㊂图６为测得的工程河段流场㊂由图６可见，流场图反映了工程河段的落急流场情况，以及该工程河段滩槽的流态分布规律㊂根据系统测得的粒子数据计算工程河段指定点的表面流速过程线，进而可分析工程实施前后流速过程变化㊁涨落急流速或平均流速的变化，模型验证时则可以用来验证模型测点与原型实测测点的流速相似性㊂在试验过程中，选取了６个流速测点进行了对比验证，由图７可见，系统测得的流速数据，与原型实测数据相比，各流速测点的流速过程线模型与天然吻合程度较好，既表明表面流场测量系统测量流速具有较高精确性，又表明了模型与原型有较好相似性㊂９１. All Rights Reserved.水利水运工程学报２０１８年２月图５㊀长江河口段模型中摄像机布置Ｆｉｇ５ＣａｍｅｒａｐｌａｃｅｄｉｎＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒｅｓｔｕａｒｙｍｏｄｅｌ图６㊀表面流场测量系统测得的工程河段流场Ｆｉｇ６Ｆｌｏｗｆｉｅｌｄｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｒｅａｃｈｍｅａｓｕｒｅｄｂｙｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ图７㊀模型试验流速验证Ｆｉｇ７Ｆｌｏｗｖｅｌｏｃｉｔｙｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎｍｏｄｅｌｔｅｓｔｓ４㊀结㊀语（１）本文研制了一种分布式表面流场测量系统，该系统采用局域网组网与光纤传输相结合，通过ＰＯＥ千兆交换机与高清智能一体化工业摄像机相连，显著降低了布线复杂度，系统传输距离远，布设简单，集成度高，可扩展性强，并在长江河口段模型等多个大型河工模型中得到了成功应用㊂（２）设计制作了一种对模型试验中粒子图像表面流场测量系统进行精度检测的检测装置，通过精确控制匀速旋转平台模拟水流运动，可将流场测量系统实测数据与旋转平台上各点精确数据进行对比检测，通过多次检测，研制的表面流场测量系统测量误差小于５％㊂（３）该系统精度检测方法是基于示踪粒子完全跟随水流运动的情况下进行检测的，没有考虑示踪粒子跟随性对系统测量误差的影响，在今后的工作中需进一步补充完善㊂参㊀考㊀文㊀献：［１］唐洪武．复杂水流模拟问题及图像测速技术的研究［Ｄ］．南京：河海大学，１９９６．（ＴＡＮＧＨｏｎｇｗｕ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｏｍｐｌｅｘｆｌｏｗｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｉｍａｇｅｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ［Ｄ］．Ｎａｎｊｉｎｇ：ＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，１９９６．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））０２. All Rights Reserved.㊀第１期陈㊀诚，等：大型河工模型分布式表面流场测量系统研制及应用［２］王兴奎，庞东明，王桂仙，等．图像处理技术在河工模型试验流场量测中的应用［Ｊ］．泥沙研究，１９９６（４）：２１⁃２６．（ＷＡＮＧＸｉｎｇｋｕｉ，ＰＡＮＧＤｏｎｇｍｉｎｇ，ＷＡＮＧＧｕｉｘｉａｎ，ｅｔａｌ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｉｃｓｔｏｖｅｌｏｃｉｔｙｆｉｅｌｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎｐｈｙｓｉｃａｌｍｏｄｅｌ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｅｄｉｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈ，１９９６（４）：２１⁃２６．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））［３］田晓东，陈嘉范，李云生，等．ＤＰＩＶ技术及其应用于潮汐流动表面流速的测量［Ｊ］．清华大学学报（自然科学版），１９９８，３８（１）：１０３⁃１０６．（ＴＩＡＮＸｉａｏｄｏｎｇ，ＣＨＥＮＪｉａｆａｎ，ＬＩＹｕｎｓｈｅｎｇ，ｅｔａｌ．ＤＰＩＶｔｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｖｅｌｏｃｉｔｙｍｅａｓｕｒｉｎｇｔｉｄａｌｆｌｏｗ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＳｃｉｅｎｃｅｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ），１９９８，３８（１）：１０３⁃１０６．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））［４］唐洪武，陈诚，陈红，等．实体模型表面流场㊁河势测量中图像技术应用研究进展［Ｊ］．河海大学学报（自然科学版），２００７，３５（５）：５６７⁃５７２．（ＴＡＮＧＨｏｎｇｗｕ，ＣＨＥＮＣｈｅｎｇ，ＣＨＥＮＨｏｎｇ，ｅｔａｌ．Ｒｅｖｉｅｗｏｆｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄａｎｄｒｉｖｅｒｒｅｇｉｍｅｏｆｐｈｙｓｉｃａｌｍｏｄｅｌ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ），２００７，３５（５）：５６７⁃５７２．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））［５］吴龙华，严忠民，唐洪武．ＤＰＩＶ相关分析中相关窗口大小的确定［Ｊ］．水科学进展，２００２，１３（５）：５９４⁃５９８．（ＷＵＬｏｎｇｈｕａ，ＹＡＮＺｈｏｎｇｍｉｎ，ＴＡＮＧＨｏｎｇｗｕ．ＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｎｄｏｗｓｉｚｅｓｉｎｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆＤＰＩＶ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＷａｔｅｒＳｉｃｅｎｃｅ，２００２，１３（５）：５９４⁃５９８．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））［６］ＳＵＴＡＲＴＯＴＥ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｌａｒｇｅｓｃａｌｅｐａｒｔｉｃｌｅｉｍａｇｅｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ（ＬＳＰＩＶ）ｔｏｉｄｅｎｔｉｆｙｆｌｏｗｐａｔｔｅｒｎｉｎａｃｈａｎｎｅｌ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｄｉａＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１５，１２５：２１３⁃２１９．［７］ＫＡＮＴＯＵＳＨＳＡ，ＳＣＨＬＥＩＳＳＡＪ．Ｌａｒｇｅ⁃ＳｃａｌｅＰＩＶＳｕｒｆａｃｅＦｌｏｗＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｉｎＳｈａｌｌｏｗＢａｓｉｎｓｗｉｔｈＤｉｆｆｅｒｅｎｔＧｅｏｍｅｔｒｉｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＶｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ，２００９，１２（４）：３６１⁃３７３．［８］ＦＯＸＪＦ，ＰＡＴＲＩＣＫＡ．Ｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅｅｄｄｉｅｓｍｅａｓｕｒｅｄｗｉｔｈｌａｒｇｅｓｃａｌｅｐａｒｔｉｃｌｅｉｍａｇｅｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ［Ｊ］．ＦｌｏｗＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，２００８，１９（５）：２８３⁃２９１．［９］ＦＵＪＩＴＡＩ，ＫＵＮＩＴＡＹ．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｅｒｉａｌＬＳＰＩＶｔｏｔｈｅ２００２ｆｌｏｏｄｏｆｔｈｅＹｏｄｏＲｉｖｅｒｕｓｉｎｇａｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒｍｏｕｎｔｅｄｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙｖｉｄｅｏｃａｍｅｒａ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒｏ⁃ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１１，５（４）：３２３⁃３３１．［１０］ＳＨＩＳ，ＣＨＥＮＤ．ＴｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｎａｕｔｏｍａｔｅｄＰＩＶｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅＳｍａｒｔＰＩＶ［Ｊ］．ＦｌｏｗＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，２０１１，２２（３）：１８１⁃１８９．［１１］ＣＨＩＮＤ，ＳＡＮＧＪＬ．ＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｒｅｃｕｒｓｉｖｅＰＩＶａｌｇｏｒｉｔｈｍｗｉｔｈｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂａｓｅｄｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｕｓｉｎｇｖａｒｉｏｕｓｆｌｏｗｉｍａｇｅｓ［Ｊ］．ＫＳＭＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌ，２００３，１７（３）：４０９⁃４２１．［１２］ＴＡＮＧＨＷ，ＣＨＥＮＣ，ＣＨＥＮＨ，ｅｔａｌ．ＡｎｉｍｐｒｏｖｅｄＰＴＶｓｙｓｔｅｍｆｏｒｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅｐｈｙｓｉｃａｌｒｉｖｅｒｍｏｄｅｌ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃｓ，２００８，２０（６）：６６９⁃６７８．［１３］ＮＥＺＵＩ，ＳＡＮＪＯＵＭ．ＰＩＶａｎｄＰＴＶｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｉｎｈｙｄｒｏ⁃ｓｃｉｅｎｃｅｓｗｉｔｈｆｏｃｕｓｏｎｔｕｒｂｕｌｅｎｔｏｐｅｎ⁃ｃｈａｎｎｅｌｆｌｏｗｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒｏ⁃ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１１，５（４）：２１５⁃２３０．１２. All Rights Reserved.水利水运工程学报２０１８年２月Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｆｏｒｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｉｎｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅｒｉｖｅｒｍｏｄｅｌｔｅｓｔＣＨＥＮＣｈｅｎｇ，ＸＩＡＹｕｎｆｅｎｇ，ＨＵＡＮＧＨａｉｌｏｎｇ，ＷＡＮＧＣｈｉ，ＪＩＮＪｉｅ，ＺＨＯＵＬｉａｎｇｐｉｎｇ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｙｄｒｏｌｏｇｙ⁃ＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＨｙｄｒａｕｌｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＨｙｄｒａｕｌｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ㊀２１００２９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｒｉｖｅｒｍｏｄｅｌｔｅｓｔｓ，ｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｉｍａｇｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｈａｖｅｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄｗｉｄｅｌｙ．Ａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｆｏｒｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅｒｉｖｅｒｍｏｄｅｌｔｅｓｔｓ．Ｍｉｌｌｉｏｎ⁃ｐｉｘｅｌｈｉｇｈ⁃ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃａｍｅｒａｓｗｅｒｅｕｓｅｄｉｎｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍａｎｄｃｏｎｎｅｃｔｅｄｗｉｔｈａｃｏｍｐｕｔｅｒｗｉｔｈｗｉｒｅｌｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋ．ＴｈｅｒｅｉｓａｇｉｇａｂｉｔＰＯＥ（ＰｏｗｅｒＯｖｅｒＥｔｈｅｒｎｅｔ）ｉｎｔｅｒｆａｃｅｉｎｔｈｅｃａｍｅｒａ．ＴｈｅｉｍａｇｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｃａｍｅｒａｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｃａｎｂｅｃｏｍｐｌｅｔｅｄａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅｂｙｏｎｌｙａｃａｂｌｅｗｉｔｈａｇｉｇａｂｉｔＰＯＥｓｗｉｔｃｈ．Ｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｏｆｗｉｒｉｎｇｃａｎｂｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｄｓｏｔｈａｔｔｈｅｃａｍｅｒａｓｃａｎｂｅｅａｓｉｌｙａｄｄｅｄｉｎｔｏｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｓｆｕｎｃｔｉｏｎｓｓｕｃｈａｓｖｉｓｕａｌａｎｄａｕｔｏｍａｔｉｃａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ｖｉｓｕａｌｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎｆｏｒｅｒｒｏｒｖｅｃｔｏｒ，ｄａｔａｅｘｐｏｒｔｗｉｔｈａｖａｒｉｅｔｙｏｆｄａｔａｆｏｒｍａｔｓ，ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｆｌｏｗｃｏｎｔｏｕｒｓａｎｄｓｔｒｅａｍｌｉｎｅｓ；Ａｎｅｗｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｉｍａｇｅｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ．Ｗａｔｅｒｆｌｏｗｃａｎｂｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅａｃｃｕｒａｔｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｕｎｉｆｏｒｍｒｏｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｄａｔａｆｒｏｍｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅａｃｃｕｒａｔｅｄａｔａｏｆｔｈｅｒｏｔａｔｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｔｉｍｅｏｆｔｈｅｉｍａｇｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ，ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｉｍａｇｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎａｎｄｆｌｏｗｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｃａｎｂｅｄｅｔｅｃｔｅｄ．Ｔｈｅｍｏｄｅｌｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｒｒｏｒｓｏｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄａｒｅｌｅｓｓｔｈａｎ５％．ＴｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｓｂｅｅｎｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒｅｓｔｕａｒｙｍｏｄｅｌｔｅｓｔｓａｎｄｏｔｈｅｒｌａｒｇｅｒｉｖｅｒｍｏｄｅｌｓｔｅｓｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｄｅｌｔｅｓｔ；ｆｌｏｗｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｐａｒｔｉｃｌｅｉｍａｇｅ；ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ２２. All Rights Reserved.。

基于VOF-DEM流-固耦合模型的滑坡涌浪过程的数值模拟研究

201PRACTICE区域治理作者简介：董润泽，生于1997年，在读硕士研究生，研究方向为水利工程。

基于VOF-DEM 流-固耦合模型的滑坡涌浪过程的数值模拟研究四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室董润泽摘要：大型高速滑坡的失稳会给人类带来巨大的灾害，会导致岩土体高速入水，激起巨大涌浪，严重威胁沿岸居民的生命财产安全。

本文采用雷诺平均的N-S方程和离散单元法，依赖流体计算软件FLUENT和颗粒计算软件EDEM建立三维数值模型，模拟了离散颗粒的滑坡体的滑坡问题，对滑坡体沿斜坡入水产生涌浪及其传播过程进行模拟研究。

研究结果表明，计算结果与物理模型试验结果吻合较好，可以为研究滑坡涌浪灾害传播过程预测提供参考。

关键词：滑坡涌浪;散粒体滑坡;流固耦合;数值模拟中图分类号：P642.22文献标识码：A文章编号：2096-4595（2020）34-0201-0002一、引言库岸边坡的不稳定将导致大型滑坡体涌入水中，滑坡体高速入水，与水体相互作用产生巨大涌浪，威胁航运船只，破坏水工建筑物，产生翻坝，冲毁下游，严重威胁居民的生命财产安全。

因此，对滑坡涌浪问题的研究是水利工程建设及防洪规划的重要课题。

前人已做过很多对滑坡涌浪问题的研究，大多数的研究预测涌浪大小和传播规律的方法是经验公式法。

Noda [1]假设滑坡体为刚体，考虑水平和垂直滑入水中的两种极端模式，推导了涌浪高度与滑坡体滑动速度和静水水深之间的经验公式。

潘家铮在Noda 法的基础上，针对平行陡壁的简单条件考虑了波浪的反射和叠加，因此计算结果更加精确[2]。

但是由于经验公式受限制于一定的假设条件，缺乏一般性，而实际的滑坡涌浪一般发生在不规则河道、库区水域中，经验公式法的适用性和精度难以保证。

数值模拟方面，当前的滑坡涌浪模型主要有基于浅水方程和基于N-S 方程两类。

浅水方程模型需要经验参数较多，难以在实际应用中确定。

基于N-S 方程的模拟方法在描述强非线性水波方面具有本质优势。