柯桥主城区清水工程河网湖泊水动力二维数值模型分析

合集下载

浅析城市排水设计合理性——以绍兴市柯桥区为例

问题探讨・Ｐｒｏｂｌｅｍ　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ300 大陆桥视野·２０１６年第１８期浅析城市排水设计合理性——以绍兴市柯桥区为例许铁强　胡耀　马春雨　许云海／　绍兴柯桥排水有限公司　【摘要】柯桥位于浙江中北部地区，雨量充沛，辖区内河网密布。

城市排水与城市发展息息相关，因此排水系统的合理性设计尤为重要。

从宏观、中观和微观三方面出发，结合柯桥区实际，对城市排水设计合理性进行了分析，并给出了可操作的实施意见。

【关键词】柯桥区；排水；合理性；水资源；河道；下沉式广场一　、引言绍兴市柯桥区位于浙江省中北部，绍兴市北部，会稽山北麓，地处长江三角洲南翼。

柯桥区位于浙江中北部地区，北部地处绍虞平原，南部紧靠会稽山脉。

气候温和，四季分明，雨量充沛，降水时间分布季节性明显。

属于东亚季风区，季风气候显著。

年平均降雨量１４６９．８ｍｍ，最多年雨量为１８０６．２ｍｍ，出现在１９７５年；最少年雨量为９１１ｍｍ，出现在１９６７年。

汛期主要集中在５月到１０月。

年平均雨日为１５８．６天，年最多雨日达２２７天；年最少雨日为１３４天。

防洪排涝河道整治一期工程是以防洪、排涝为主，结合改善水环境等功能的综合性水利工程，２００９年被省发改委列入省重点建设工程Ａ类项目。

截止２０１４年底，柯桥区已建成滨海闸枢纽工程和姚家埠至滨海排涝闸１７．６公里河道治理工程，完成总投资约４．５亿元。

２０１５年以来，柯桥区水利水电局一面增强施工力量、优化施工组织，一面与相关镇街紧密配合加大政策处理力度，深入村居及时协商解决问题，进一步加快推进防洪排涝河道整治一期工程，取得了明显成效。

工程建成后，将基本形成绍兴平原排涝快速通道，使河道防洪标准达到５０年一遇，治涝标准达到２０年一遇最大２４小时暴雨不受淹，切实增强绍兴平原的整体防洪排涝能力，优化水生态环境，促进柯桥区经济社会的可持续发展。

二　、城市排水系统城市排水系统是一项不可或缺的基础设施，对城市的正常运行起到了重要的作用。

绍兴县清水工程相关资料

采访参考：1、今年来，绍兴县在转型升级方面有什么创新亮点？应该说，我县转型升级方面的一些做法和成效，确实引起了包括你们新闻单位在内的关注，这是你们对绍兴县工作的支持，在此深表感谢。

转型升级其实这几年我们一直在做，而且也取得了实效。

今年，我县以科学发展观为统领，认真贯彻落实省委“两创”总战略和市委“创业创新、走在前列”战略部署，提出了“突出转型升级、致力科学发展”的工作主题，把今年确定为“转型升级攻坚年”，这既是一个目标，也是一个载体，一种手段。

为此，我们一是充分发挥政策的杠杆作用，在原有3亿元政策扶持资金基础上，每年再增加5亿元，连续5年总计30亿元专项用于扶持包括经济、城乡、社会各个领域的转型升级。

当然，绍兴县经济以工业为主，资金重点我们投向了新兴产业和自主创新项目、工业转型升级、外贸增长方式转变、招商选资、重大科技攻关、创新型企业培育等领域。

二是充分发挥项目的引导作用，我们认为，转型升级也要关口前移，为此我们推出招商选资“一号工程”，全力推进“三个一批”项目建设，全县有44只项目列入市重大项目“三年建设计划”（含服务业提升项目），116只项目列入市工业投资“三年建设计划”，当年计划投资80.95亿元，其中5亿元以上工业项目有12只、10亿元以上工业项目有5只。

如投资12亿的其其热电项目、投资10亿的和合光伏项目、投资9亿的年产100万吨精密冷轧薄板项目、— 1 —投资8亿的年产80万吨船用中钢板项目等。

三是充分发挥科技创新的引领作用，鼓励和支持企业加大技改和研发投入力度，大力培育创新型企业，1—10月新上国家星火科技计划项目4项、国家火炬计划项目10项，新增省级高新技术研发中心3家、国家重点支持的高新技术企业12家，新增省级科技型企业16家，另外，有浙江大学、浙江工业大学等6所大学与我县达成共建技术转移中心协议，同时我们切实加强浙江省现代纺织工业研究院、海归人才创业园等创新服务平台建设，绍兴县科创中心成为我县首家省级科技企业孵化器。

河网水动力及水质模型的研究及应用的开题报告

河网水动力及水质模型的研究及应用的开题报告一、选题背景水是人类生存和发展的重要资源，其质量和流动状态对环境和人类健康都有着重要的影响。

近年来，随着城市化进程的加快和工业化程度的提高，水环境污染问题日益突出，水资源的合理利用和管理日益受到重视。

针对河流的水动力和水质状况分析是水资源管理和环境保护的重要内容之一。

现代水力学领域中，基于计算机技术和数值模型的水动力学研究已取得了显著的进展。

水动力学模型能够对河网的水流运动、水位、泥沙运移及洪涝、污染等诸多问题进行研究和预测。

而水质模型则能够有效地模拟和预测水体中污染物的扩散、转移和浓度分布情况，是解决水环境污染问题的重要手段。

二、研究意义通过开展河网水动力及水质模型的研究，可以对河流的水动力和水质状况进行全面、深入的分析和掌握。

具有以下几个方面的重要意义：1.为城市化进程提高提供科学依据。

研究河网水动力及水质模型，可为城市扩张、建设和环境治理提供科学依据，为城市化进程提供可持续发展的基础。

2.提高水资源的合理利用和管理水平。

研究河网水动力及水质模型，可为河流水资源的合理利用、调控和管理提供理论和实践依据。

3.保障水环境保护和生态安全。

研究河网水动力及水质模型，可为水环境保护和生态安全提供科学依据，保障人类健康和自然生态的平衡。

三、研究内容和方法1.研究内容本研究将深度探究河网水动力及水质模型的建立和应用，包括以下几个方面：（1）采集实地测量数据，建立河网水动力学数值模型，仿真研究水流运动、水位和泥沙运移等问题。

（2）采集水质监测数据，建立河网水质模型，模拟水体中污染物的扩散、转移和浓度分布情况。

（3）应用模型结果，探究河网水动力和水质变化的原因及对策，为河网的管理和保护提供科学依据。

2.研究方法本研究采用以下研究方法：（1）采集实地数据，建立河网水动力和水质监测网络。

（2）基于数值分析和计算流体力学（CFD）方法，建立河网水动力学和水质数值模型。

（3）对模型进行验证和优化，并进行模拟计算，得出水动力和水质状况的分析结果。

通用河网二维水流模拟模式研究

-3-
(1) (2) (3)

2．2 “环状”河网计算单元求解思路
与“树状”河网计算单元类似，得到“环状”河网计算单元内所有计算变量与这二个节点（②、④）水位间的线性关系，并可以得到首末断面流量与首末节点水位间也有如下线性关系： Q4=F4（Z②，Z④） Q5=F5（Z②，Z④） (4) (5)
-1-

流域型河网二维水流计算问题，由于边界众多，更需要一维河网模型提供计算边界，这就提出了一个问题，能否实现一二维模型的耦合，希望通过一二维的耦合可以解决河网二维水流计算的边界条件问题，同时还可以解决边界条件的类型问题（流量边界条件问题），目前的二维水流模拟算法是无法解决上述问题。本文的目的通过对流域型河网二维水流模拟问题的分析，提出通用化的河网二维水流模拟算法，解决上述难点问题。
2．1 “树状”河网计算单元求解思路
如图 1 中的“树状”河网，有三个水位节点（①、②、③）作为其边界，如果这三个水位节点的水位是已知的，则从理论上就可解出整个“树状”河网内的水位流速，但在实际计算过程中这三个水位节点的水位是不能直接获得的，需要通过其它方法才能解出。如果能够解决“树状”河网内的所有计算变量与这三个节点水位间的线性关系，再得到边界断面 1、 2、3 流量与这三个节点水位间的线性关系，则可以通过水位节点的水量平衡构造出全流域内的节点水位方程。关于如何得到 “树状” 河网内的计算变量与三个节点水位间的线性关系，将在下面作详细介绍。通过推导得到断面流量与节点水位间的线性函数关系： Q1=F1（Z①，Z②，Z③） Q2=F2（Z①，Z②，Z③） Q3=F3（Z①，Z②，Z③）
2．流域河网二维水流计算思路
流域河网一维水流模拟计算中，是以一条河道作为最小计算单元,以水位节点方程作为流域控制方程，其求解的关键是如何构建流域节点水位方程，而在构建该方程时的关键是获得了河道（最小计算单元）的首末断面流量与河道首末节点水位的线性关系[1]。采用类似的思想，将流域需求解的河网二维区域概化为由若干个河网二维计算单元的组合，对于河网二维计算单元根据河网的形状将其分解为：单一河道型单元、 “树状”河网单元、 “环状”河网单元及“十字型”河网单元等类型的河网二维计算单元。河网二维计算单元的类别随着今后问题研究的不断深入会逐步增加。借用一维河网最终的节点水位求解方法，将二维河网的变量也表达成河网二维计算单元边界节点水位的关系式。二维河网由于在河道交汇处不能作为节点处理，所以不能按河道交汊点划分节点。将复杂的河网划分成简单河网二维计算单元的组合，然后对各单元做单独的二维模拟，将单元中的待求解的变量表达成单元外边界水位的表达式，最终将这些单元体耦合起来求解，各单元的结合处相当于一维的水位节点。如图 1 所示的河网一二维计算区域，通过上述的分解思路，概化为一个“树状”河网计算单元、一个“环状”河网计算单元及一个“十字型”河网计算单元。下面将详细介绍其求解思路：

二维数学模型在甲一桥防洪评价中的应用

二维数学模型在甲一桥防洪评价中的应用：二维数学模型在甲一桥防洪评价中的应用河道中修建桥梁，一定程度上会影响原有河道的水文情势，因为桥墩对河道起阻水的作用。

根据《中华人民共和国水法》《中华人民共和国河道管理条例》《中华人民共和国防洪法》及1992年水利部与原国家计委联合颁布的《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》，对河道管理范围内的建设项目（修建开发水利、防治水害、整治河道的各类工程和跨河、穿河、穿堤、临河的桥梁、码头、道路、渡口、管道、缆线等建筑物及设施），需编制防洪评价报告，进行防洪评价分析计算，主要通过建立桥梁工程跨越河段、河道二维数学模型，分析工程建设前后的流速、流态变化，分析工程建设项目兴建对河段、河势稳定的影响。

1 工程概况甲一桥位于广西阳朔县新城区甲一路与田家河交叉处，距田家河与漓江汇合口1.43 km，工程所在田家河流域面积为651 km2，河长42.7 km，流域面积为325.1 km2，河道平均坡降为6.83‰，田家河流域地貌主要为河流侵蚀堆积地貌、部分岩溶地貌及少量的丘陵。

河流侵蚀堆积地貌主要有河床，江心洲，田家河一、二级阶地。

岩溶地貌主要有峰林、残峰等。

河道弯曲总体呈“W”形，两岸未见基岩出露，仅部分河段河床出露基岩，两岸为水田或旱地。

甲一桥采用上承空腹式钢筋混凝土等截面悬链线箱形拱桥，桥梁总长度为93.89 m，桥墩设于桥两侧，与桥台相距7.76 m，高3.50 m，两桥墩相距70 m，主拱跨径为70 m，主拱桥两侧分别有3个小桥拱，跨径分别为5.5 m、5.5 m、5.34 m。

2 二维数学模型计算2.1 二维数学模型计算方法二维数学模型计算采用MIKE21 Flow Model（简称MIKE21 FM）软件进行模拟计算。

近年来，国际上出现了不少成熟的二维水力学模型。

丹麦水力学研究所开发的二维数学模型模拟软件MIKE21是应用较为广泛的一款商业模型。

它广泛应用于国内外河流、湖泊、河口、海湾、海岸等水动力模拟当中，取得了较好的效果，是目前国际上较为先进的模型之一。

基于二维数值模拟的城市河网水体流动性研究

ｉｒａｒｉｙａｅｏｉｏｅＰａｒｅｗｔｕｔｂｓｎＣｘＦｓｌ．ＴｅｒｅａｒｌｕｄｙｉｃｃｌｅｄａａｚｄｉｎｔａｎｏｆｖｅｆｄｄｌｉｉｓｎｈｖｒｔｑｉｔｓａｕｔａＩｌｅ，ｇｅｅｌｄｇｆｗＱｏｉｗｅｉｉｌａｄｎ１ｙｖｈｅｉｌ
ｏｎＵｒａｉｅｒｎａｅｎ２ｌｗｄＩｂｎＲｖｒＣｕｒｔｓｄｏＤＦｏＭｏｅｅｂ
ＸＥＱ．ｕｕｏｇｆｇ，ＨＮＤｎ－ｕ２ＦＮＲｎｈａ，ＨＮ —ｏｇＩｉａ，Ｄｎ— ｎ２ＣＥｏｇｙｎ，Ａｅ—ｕＺＡＧＷｕｈｎ３ｈｅ
，
ｈｏｐａａｐａｏｈｒｃｅｉｉｎｌｓｔａｅｎｅｖｙｃａａｔｒｔｅｖｌｅｎｔｓｅｔｏｅｓｅａｔｅｆｗｌｎ．ｍａｄｆｗｃａａｔｒｔｓａａｙｉ．ｅｗｔｒｏｓｒａｃｈｒｃｅｉｉｓｒａｕｄｉｅａｐｃｆｈｉｄｌｒｎｌｓｃｓｈｃｎｓｃａｈｓｔｚｎｔｅｄｒｃｉｎｏｅｗｔｅｏｉｈｉｔｆｔａｅｖｌｃｔｅｏｈｒｙ．Ｔｅｕｂｎｒｅｅｗｒｓｄｖｅｔ５ｒｇｏｃｏｄｎｕｔａｖａｙｉ，ｔｋｎｅｈｒａｖｒｎｔｏｉｉｉｄｉｏｅｉｎａｃｒｉｇｔｑａｉｔｅａｌｓｓａｉｔｉｋｄｎｓｏｎｔｉｎｇｈｌｉａ￣ｇｈａｍａｏａｓｏｃｎｉｒｔ．Ｔｌａｗｔｐｏｔｒｉｕｄｙａｏｕｅｎ．ｐｏｉｎｕ — ｆｗｓｚｄｓｎｔｄｆｒｔｎｃｕｓｉｔｏｓｅａｉｎｈｅａ￣ｉｏｒａｅｑｉｔｆｃｓｄｏｏｅｎｎｏｉｅｎｄｏｓｈｗｌｉｒｖｄｇｑａｉｎｉｔｅｉｌａｉｏｔａｉｅｒｌｂｅｂｓｓｆｒｉｒｖｎｒａｖｒｗｔｒｆｉｔ．ｔｖａｍｐｏｉｕｂｒｅａｅｕｄｙｇｎｉｌｉ

河道立面二维非恒定水温及污染物分布预报模型

2000年9月水利学报SHU IL I XU EBAO 第9期收稿日期:1999209227作者简介:江春波(1960-),男,吉林镇赉人,副教授,博士.文章编号:055929350(2000)0920020205河道立面二维非恒定水温及污染物分布预报模型江春波1,张庆海1,高忠信2(11清华大学水利系,北京　100084;21中国水利水电科学研究院机电所,北京　100038)摘　要:通过建立一种立面二维模型,考虑自由水面的变化,采用全显式的有限体积法模拟了河道流动的水温及悬浮污染物质分布.该模型适用于大尺度水域中较长期的流动、水温及悬浮物质迁移问题.通过优化取水口位置高程将水体中污染物质残存总量控制到最少,对水库实际流动、水温、悬浮物质分布的模拟结果与实际观测符合良好.关键词:温度分层流;立面二维模型;水污染控制中图分类号:X143 文献标识码:A由于人类活动及工农业生产,使河流两岸的植被遭到破坏,大量泥沙及其悬浮物质流入江河、湖泊等水域,造成河流、水库水质的严重污染.随着人们对环境保护的日益重视,已经开展了大量的对水污染治理的研究,并且提出了相应的工程措施.其中,建立一个预报河道水域中流动、水温和污染物质分布的数学模型,是水污染控制方法之一.模拟河道水流流动特性的数学模型有二维与三维[1,2]之分.与三维数学模型相比,二维模型输入数据少、计算效率高.对于流速、温度以及浓度等在水深方向上分布基本均匀的情况,用沿水深方向积分后的数学模型[3]就可以得到满意的结果.而对于河道比较窄,流速、水温或污染物在深度方向上分布具有明显差异的情况,如垂向有回流旋涡、密度分层等,用立面二维模型[4,5]可以充分反映流动特征,与完全三维模型相比还可以节省计算工作量.对于简单均匀流动(垂向流速近似为零),文献[4]在假定悬浮泥沙颗粒为单一粒径且不考虑颗粒本身沉降速度的情况下,采用剖面二维模型模拟了泥沙颗粒在河道中的迁移过程;对于考虑复杂流态的立面二维模型,文献[5]采用k 2ε双方程湍流模型计算了一个立面二维流动,实际算例为一个定常的悬浮泥沙分布问题.以上两种模型均未考虑自由水面的变化.本研究提出了一种预测河道型水库中流速、温度和悬浮污染物质分布的立面二维数学模型.模型的特点为:(1)数值格式全部采用显式,具有节省机器内存、计算速度快的优点;(2)可以模拟较长时期(如几个月,几年)的流态、水温和悬浮污染物质分布;(3)考虑河道宽度的变化以及汛期自由水面的变化,适合于非定常问题的模拟;(4)考虑悬浮物质粒径不均匀性及自身在水中的沉降速度,并通过取水口布置对水库中悬浮物质分布及残存总量进行控制.1　数学模型111　基本方程　从Navier 2Stokes 方程和对流扩散方程出发,将方程沿河宽方向积分,通过时均化处理并引入湍流模型,就得到本文将要求解的立面二维方程组.—02—55x (B u )+55z(B w )=0(1)55t (B u )+55x (B uu )+55z (B w u )=-B ρ05p 5x +55x B v x 5u 5x +55z B v z 5u 5z -τw x ρ0(2)55z(p )=-ρg 或p =-ρg (h +ζ)(3)55t (B T )+55x (B u T )+55z (B w T )=55x B k x 5T 5x +55z B k z 5T 5z +B H ρ0c p (4)55t (Bc )+55x (B uc )+55z [Bc (w -w s )]=55x B λx 5c 5x +55z B λz 5c 5z(5)式中:u ,w 为水平和铅直方向的流速分量;ζ为水面相对高度;w s 为悬浮物质的沉降速度;T 为水温;C 为悬浮物质的浓度;v x ,v z 为涡粘性系数分量;k x ,k z 为水温扩散系数;λx ,λz 为污染物质的湍动扩散系数;p 为压力;ρ为水的密度;ρ0为水的参考密度;g 为重力加速度;h 为水深;c p 为水的比热;τw x 为边壁阻力;H 为太阳辐射热源项.H =55z(1-β)<0exp [-ξ(ζ-z )](6)式中:<0为太阳辐射量;β为热辐射的反射系数;ξ为常系数.对于直径在10～100μm 的悬浮质,其沉降速度w s 可由如下的斯托克斯公式确定:w s =g 18v ρs ρ-1d 2(7)式中:ρs 为悬浮物质的密度;d为悬浮物质的直径;v 为水的分子粘性系数.水的密度ρ是水温T 和污染物浓度c 的函数,由如下公式确定:ρ=ρ(T )+c 1-ρ(T )ρs (8) 从式(1)～式(8)中可见,模型考虑了河道宽度B 的变化、自由水面与大气的热交换、悬浮物质的沉降速度.对于悬浮颗粒浓度的计算,模型根据粒径的变化将其分为不同的组次分别利用式(5)、式(8)进行计算,然后将得到的不同粒径的悬浮质浓度按百分比进行加权平均,就可得到悬浮颗粒的浓度.模型的着重点在于掌握悬浮污染物质分布与水流速分布的关系,而不考虑悬浮污染物的生物及其化学反应过程.图1　计算区域和边界条件112　边界条件　计算区域如图1所示.(1)上游入口条件:水平方向流速—根据上游来流流量Q in 确定(垂向流速为零);入口处水温T in —根据气温的变动情况而确定;悬浮质浓度C in —根据与流量Q in 的相关分析而确定.(2)取水口(出口)边界条件:取水口处的流速根据发电和下游用水量确定;温度和浓度的法向梯度5T/5n ,5c/5n 为零.(3)水面边界条件:在水面由于水温和气温不同,有热量交换产生,其值<L 可由下式计算<L =<e +<c +<ra(9)式中:<e ,<c ,<ra 分别表示在水面上由于蒸发、传导和辐射而引起的热量交换.另外,水面上还给定悬浮物质的沉降通量w s c =0及扩散通量5c/5n =0.(4)底部河床边界条件:给定无滑移流速条件;温度和浓度的扩散通量为零.由于悬浮物质具有沉降速度,沉到河床底部的悬浮质的数量为:{w su c u B u -w sd c d B d -(B u -B d )w s c}Δx i (10)式中:下脚标u ,d 分别表示控制体的上、下表面;w su ,w sd 分别为在控制体的上下表面的沉降速度;Δx i 为控制体在水平方向的尺寸.在式(10)中,第三项是沉降到河床底部的悬浮质的数量.2　数值格式图2　控制体和变量的位置示意采用控制体积方法对基本方程(1)～(6)进行空间离散,根据交错网格方法,变量u ,w 以及标量(c ,T )分别布置在不同的空间位置上.如图2所示,求解水平流速分量u 的控制体用虚线表示,求解垂直流速分量w 和标量c ,T 的控制体用实线表示,两种控制体在水平位置上相差半个网格.若第k 时间步的各变量数值已知,则第k +1时间步的浓度值c k +1(i ,j )可表示为ΔV (i ,j )Δtc k +1(i ,j )-c k (i ,j )+B r u k (i +1,j )c k r -B L u k (i ,j )c k L Δz j +B u (w k (i ,j +1)-w s (i ,j +1))c k u -B d (w k (i ,j )-w s (i ,j ))c kd Δx i =λx B r c k (i +1,j )-c k (i ,j )Δx i +1/2-λx B L c k (i ,j )-c k (i -1,j )Δx i -1/2Δz j +λz B u c k (i ,j +1)-c k(i ,j )Δz j +1/2-λz B d c k (i ,j)-c k (i ,j -1)Δz j -1/2Δx i (11)式中:ΔV (i ,j )为关于浓度的控制体体积;下脚标(i ,j )为变量对应于网格点的位置;u r ,u L ,u u 和u d 为流速在控制体的右、左、上和下各边中点的流速值;B r ,B L ,B u 和B d 为各边中点处的河宽;Δx i ,Δz j 为网格尺寸;Δt 为时间步长.温度方程的离散形式与式(11)完全相同,在此略去.计算第k +1时间步的水平流速分量u k +1(i ,j )的格式为ΔV ′(i ,j )Δtu k +1(i ,j )-u k (i ,j )+B ′r u k r u k r -B ′L u k L u k L Δz j +B ′u (w k u u k u -B ′d w k d u k d Δx i -1/2=-1ρ0[p k (i ,j )-p k (i -1,j )]B ′c Δz j -1ρ0τk w x ΔV ′(i ,j )+v x B ′r [u k (i +1,j )-u k (i ,j )]Δx i -v x B ′L [u k (i ,j )-u k (i -1,j )]Δx i -1ΔZ j +v z B ′u [u k (i ,j +1)-u k (i ,j )]Δz j +1/2-v zB ′d [u k (i ,j )-u k (i ,j -1)]Δz j -1/2Δx i -1/2(12)式中:ΔV ′(i ,j )为水平速度分量的控制体体积;相应的河宽记为B ′r ,B ′L ,B ′u,B ′d .在水平流速分量u k +1(i ,j )求出之后.利用连续方程可以直接求出垂直方向的流速分量w k +1(i ,j +1).普通的交错网格法在求解垂直流速时,采用与水平流速和浓度均不同的控制体.本研究考虑到河道立面二维模型的特点,采用与求解标量(温度、浓度)相重合的控制体求解垂直流速分量.计算先从河道底部的格子开始,利用河道底部垂直流速为零的条件和已知的水平流速,直接可以得到格子上边中点的垂直流速,这样从下到上直到自由水面.对于自由水面上的格子,利用连续方程可以直接得到水面的升降变化值.在求出新的水面位置后,就可以实现网格的自动调整,满足变动水位情况下的非定常模拟.详细离散公式如下:w k +1(i ,j +1)=w k +1(i ,j )B d B u-u k +1(i +1,j )B r -u k +1(i ,j )B L Δz j /(B u Δx i )(13)Δζk +1i /Δt =w k +1(i ,j )B d B u -u k +1(i +1,j )B r -u k +1(i ,j )B L Δz j /(B uΔx i )(14) 从上述空间离散格式中可见,由于在变量的布置上考虑了立面二维河道的特点,采用显式的方法求解各变量,并能够模拟自由水面的变化过程,因此适用于河道流速、水温以及污染物分布的中长期的非定常计算.由于水库中的流速比较小,在处理对流项时采用了中心格式.对于网格雷诺数大于2—22—的强对流情况,根据水平来流方向采用迎风格式.3　数值模拟结果实际河道由主流和支流组成,在应用立面二维模型求解河道中温度分层流动及悬浮污染物的分布时,应在几条河流交汇处考虑质量、动量守恒条件.在主流河段布置34×80个立面有限体网格,在支流布置15×80个立面网格.网格在流动方向尺寸约为120～200m ,在水深方向上为1m ,在河床高程以下的网格在计算中不加考虑.根据相关分析来确定来流的悬浮质浓度,其公式为:c in =αQβ(16)式中:系数α=01135,β=1146,是利用观测数据通过最小二乘法确定的.其他计算参数的取值为:v x =10m 2/s ;v z =0101m 2/s ;k z =110×10-5m 2/s ;ρs =2650kg/m 3;c p =411784kJ /(kg 1℃);λx =015m 2/s ;ρ0=2650kg/m 3;k x =10m 2/s ;λz =110×10-4m 2/s ;g =918m/s 2.其中粘性系数和扩散系数的选取,是经过原形观测数据检验确定的.计算时段为某年9月4日～11月30日,在这期间有原型观测水温和悬浮物质浓度分布可以用来验证模拟结果.图3(a )为计算开始后96h (9月8日)的计算结果和实际观测结果的比较,图3(b )是在计算开始后600h (9月29日)的结果.图中:浊度为残留悬浮物质浓度.(a )(b )图3　计算与观测结果的比较从这些结果中可见,由于太阳辐射的影响,在水面附近水温较高,数值模拟能够再现温度分层现象.计算得到的水温值与观测结果符合良好.图4　残留污染控制总量随时间的变化在洪水期间,水库中悬浮物质浓度较大,如何尽快清除悬浮污染物质及其掌握水域中的水温分布是水资源保护的一个重要课题.为了控制水库中的悬浮质分布和残留总量,根据实际工程需要对以下几种取水口位置高程方案进行了模拟和比较:(1)现状:取水口保持在430m 高程;(2)表面取水:取水口随着水面的位置而变化;(3)高浓度取水A (高A ):在440～480m 高程内,取水口随着坝前最高浓度的位置而变化;(4)高浓度取水B (高B ):在430～480m 高程内,取水口随着坝前最高浓度的位置而变化.不同工况下水库中残留污染控制总量随时间的变化如图4所示,从中可见在现状运行条件下有大量悬浮物质停留在自由水面附近;采用表面取水,可以保持水面清洁,但是水库中悬浮物质总量增多;采用高A和高B运行方案,可以使得悬浮物质总量减小,并且保持较厚的清水层,相比之下高B方案在取水口上方还有少量悬浮质存在.同时,采用高A和高B运行方案可以减小水库中污染物的残留量,并且能够保持较厚的清水层存在.4　结论(1)应用立面二维流动模型、显式的数值格式模拟较长时期、较大流域范围内的水温、悬浮污染物的迁移过程,计算效率高.(2)模型考虑了自由水面的变化和河道宽度的变化,适用于模拟河道非定常流动问题.计算结果与实测资料符合较好.(3)水域中的悬浮物质残留总量可以通过优化取水口位置高程的运行方案进行控制.比较4种运行方案(现状取水、表面取水、高A和高B取水)数值模拟结果,表明高浓度取水方案最优.参　考　文　献:[1]　ASCE Task Committee on Turbulence Models in H ydraulic Computations.Turbulent Modeling of Surface WaterFlow and Transport:Part1[J].Journal of Hydraulic Engineering.1988,114(9):971-991.[2]　Van Riji L C.Field verification of22D and32D suspended sediment models[J].Journal of H ydraulic Engineer2ing.ASCE,1990,116(10):1270-1288.[3]　Falconer R A,Owens P H.Numerical modeling of suspended sediment fluxes in estuarine waters[J].estuarine,Coastal and Shelf Science,1990,(31):745-762.[4]　张耀新,吴卫民.剖面二维非恒定悬移质泥沙扩散方程的数值求解[J].泥沙研究,1999,(2):40-45.[5]　雒文生,周志军.水库垂直二维湍流与水温水质耦合模型[J].水电能源科学,1997,15(3):1-7.A22D unsteady flow model for predicting temperature and pollutantdistribution in vertical cross section of a riverJ IAN G Chun2bo1,ZHAN G Qing2hai1,G AO Zhong2xin2(11Tsi nghua U niversity,Beiji ng　100084,Chi na;21Chi na Instit ute of W ater Resources andHydropower Research,Beiji ng　100038,Chi na)Abstract:A model for predicting the thermal stratified flow and turbidity transportation in the vertical section of a river is established.Since the scheme is explicit for velocity components,pres2 sure and scalar quantities,the model is efficiency and able to simulate long period transportation process of suspending materials in reservoirs and rivers.The model can be used to forecast and control of pollution.The validity of this model is verified by in site observation data.K ey w ords:thermal stratified flow;vertical22D flow model;explicit scheme;pollution control ——42。

柯桥区智慧水务建设思考及构想

柯桥区智慧水务建设思考及构想许铁强;韩吉利;黄卓;赵益飞;孙斌【摘要】目前,国内很多城市都在积极投身于智慧城市建设,而智慧水务是关乎民生的一个重要载体.绍兴正在加快推进智慧城市建设步伐,智慧水务建设也提到了新高度.柯桥桥区结合区域特点,描绘了智慧水务总体架构,并提出了建设目标.智慧水务建设推进顺利,并完成了主要指标,有利于绍兴经济、社会和民生进一步发展.%At present,many domestic cities ate actively involved in the construction of smart city,and the intelligent water is an important carrier of livelihood.Shaoxing is accelerating the pace of construction of smart city,smart water construction also referred to a new height.According to the characteristics of Keqiao District,this paper describes the overall framework of the intelligent water,and puts forward the construction goal.The implementation of intelligent water construction is smooth and the main indicators are completed,which is propitious to the further development of the economy,society and people" livelihood in Shaoxing.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2017(036)007【总页数】2页(P70-71)【关键词】柯桥;智慧水务;建设;思考;构想【作者】许铁强;韩吉利;黄卓;赵益飞;孙斌【作者单位】绍兴柯桥排水有限公司,绍兴312030;绍兴柯桥排水有限公司,绍兴312030;绍兴柯桥排水有限公司,绍兴312030;绍兴柯桥排水有限公司,绍兴312030;绍兴柯桥排水有限公司,绍兴312030【正文语种】中文【中图分类】TV213.4智慧城市被一些企业和专家称为“大数据、互联网时代的城市未来”。

河网二维水流数值模拟

Under the inspiration of one-dim river-network computational pattern, was put forward the basic computing element concept of two-dim river-network. The two-dimensional river-network basic include :"single river" unit、"tree-like river-network " unit、"ring-like river-network" unit、 "cross-like river-network " unit. Along with research went thorough, the computing element could increase correspondingly. The basic thought as follows: simulated these basic two-dimensional units separately. Express all variables to the relations of the water level of each unit the boundary. Through this way, may conveniently learn the hole-implicit method of one-din river-network. Regarded all units boundary’s water level as the control point, established the closed equations to solve these water level points, and then may solve two-dim simulation or two-dim coincidence with one-dim river-network of entire basin.

浅议柯桥城区外围南北活水工程施工过程中应该注意的问题

Water Conservancy & Hydropower︱150︱2017年9期浅议柯桥城区外围南北活水工程施工过程中应该注意的问题郭炳荣绍兴市柯桥区水利管理总站，浙江绍兴 312000摘要：围绕绍兴市柯桥城区外围南北活水工程施工建设，提炼出了五个主要方面：柯桥城区泵站与闸坝结合建设的背景，有利影响，注意问题，解决方案以及对未来的展望，从这几个方面入手，浅析柯桥城区外围南北活水工程方方面面的问题，并且对我国未来泵站工程建设带来的借鉴，展望未来经济的可持续发展趋势。

关键词：柯桥城区；水利工程；注意问题；解决方案中图分类号：TV61 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2017）09-0150-01为了促进地区经济的发展和稳定，绍兴市柯桥区水利水电局在柯桥区整体环境的基础上，充分利用当地资源，开展“五水共治”重点水利建设项目。

目的是通过建设泵站工程，缓解柯桥城区西南片的水环境，改善河道的水辐射范围及流动性的条件，将劣势转化为优势，从而对社会经济产生最大的效用。

1 柯桥城区外围南北活水工程的背景从整个国家的角度来看，南北活水工程是一项利民惠民项目，它积极响应了国家可持续发展的号召，合理开发并优化配置水资源，大力开发水能源，促进了社会主义现代化的发展。

从整个地区的角度来看，柯桥城区外围活水工程是在结合当地的地理环境因素的基础上，提出的一项水利建设项目，它充分挖掘了地区增长潜力，在利用水资源的优势上，解决地理环境带来的劣势，在一定程度上为当地经济的持续发展，社会的和谐稳定产生积极的影响。

2 柯桥城区外围南北活水工程的有利影响水资源是现代化建设必不可少的动力，同时水资源的短缺对经济发展也具有制约作用。

由此水利工程项目的重要性就显而易见了。

柯桥区水利水电局在本地区开展南北活水泵站工程项目，是充分开发当地可利用的资源的一种表现，缓解了地区的水资源的短缺。

水资源属于清洁资源，在综合利用的基础上，提高水资源的可利用率不会对水质产生巨大破坏，同时泵站的建成，还可以改变地区局部小气候,南北活水工程更大程度上将柯城区的水源循环起来，大大增加了水的流动性，提高了水体自净能力。

河道平面二维水沙数学模型的有限元方法

河道平面二维水沙数学模型的有限元方法摘要采用有限元方法建立起一套河道平面二维水流泥沙数学模型。

在前人研究的基础上，采用了质量集中的处理方法，提出了压缩存储的方法，从而大大减少了计算存储量。

针对有限元法时间步长需取得较短问题，采用了“预报-校正-迭代”的算法，提出了“非恒定-恒定-非恒定流”的算法，既能解决工程实际问题，又大大减少了计算量。

作者以下荆江监利河段为例进行泥沙冲淤计算，计算结果与实测值符合较好，从而证明了模型的可靠性。

关键词水流泥沙有限元模型验证三峡工程建成后，水库将拦蓄大量泥沙，下泄水流含沙量减小，对三峡工程坝下游河道将产生以冲刷为主的影响，包括对荆江河段的河势及荆江大堤带来影响。

为研究坝下游重点河段的河床冲淤分布、河势变化、近岸流速变化等问题，一维模型显得无能为力，但可采用平面二维模型来解决。

有限元方法可采用无结构化网格，能很好地模拟不规则的几何形状，因此很适合于对天然河道的模拟。

然而，正如其它方法一样，有限元法也有它的缺点，主要是计算存储量和运算量较大。

为扬长避短，使有限元方法能运用到对天然河道的模拟上来，本模型运用质量集中［4］的方法将系数矩阵转化为三对角矩阵，并提出了紧凑的分块压缩存储方法，从而大大减少了计算存储量，使得计算能在一般微机上进行。

采用质量集中方法的不足之处是时间步长需取得较短，且在河道模拟中尤为突出(因河道比较窄长，网格需划分很细，而该法的稳定性要求时间步长与网格尺度成正比)。

针对该问题，笔者采用了“预报-校正-迭代［5］”的算法，该法可加大时间步长，同时有效避免了数值震荡。

针对长系列水沙条件下计算量较大问题，作者又提出了“非恒定-恒定-非恒定流”的算法，该算法既能解决工程实际问题，又大大减少了计算量，使有限元方法能够很好地运用于河道水流泥沙问题的实际计算。

1 基本方程平面二维水流方程(1) (2) 悬移质泥沙扩散方程(4)推移质不平衡输移方程［6］河床变形方程由悬移质引起的河床变形方程为![endif] 由推移质引起的河床变形方程为以上各式中U，V分别为垂线平均流速在x,y方向上的分量；Zs、Zb和H分别为水位、河底高程和水深；g为重力加速度；vt为水流紊动粘性系数；ρ为水的密度；τx、τy、舄瓂分别为底部切应力在x和y方(τx、τy)=，向上的分量：C为谢才系数，常用曼宁公式计算：C=H1/6/n；S和S*分别为垂线平均含沙量和挟沙力；N和N*分别为推移质输沙量和推移质输沙能力折算成全水深的泥沙浓度；εs 为泥沙紊动扩散系数；ω为泥沙沉速；γ′为床沙干容重；α为悬移质泥沙恢复饱和系数，淤积时取，冲刷时取；β为推移质泥沙恢复饱和系数，取。

湖水治理数学模型

湖水治理数学模型
湖水治理数学模型是指利用数学方法和模型来研究和优化湖泊的水质、流动和污染物传输等问题，以实现湖水的治理和保护。

湖水治理数学模型可以包括以下方面的内容：
1. 水质模型：通过建立湖水水质的动力学模型，研究湖水中营养盐、溶解氧、悬浮物等物质的运输与转化规律，评估湖水的富营养化程度，为湖泊污染控制和水质改善提供科学依据。

2. 水动力模型：通过建立湖水水动力学模型，研究湖水的流动速度、流向和水体混合过程等，分析湖泊的水循环机制，揭示湖泊中污染物的扩散和沉积规律，为湖泊的污染治理和流动状况预测提供依据。

3. 污染物传输模型：通过建立湖水中污染物（如有机物、重金属等）的传输模型，研究污染物在湖水中的输移和转化过程，预测污染物的浓度分布和扩散范围，为污染物的治理和防控提供科学依据。

4. 优化模型：通过建立湖水治理的优化模型，考虑不同的治理措施和投入成本，综合考虑湖水水质和环境效益，寻找最优的治理策略和方案，为湖泊的综合管理和保护提供决策支持。

以上只是湖水治理数学模型的一些常见内容，实际应用中还可以根据具体问题情况进行模型的选择和建立，以及对应的数学方法和算法的应用。

绍兴市滨海新城核心区引水水质计算分析

绍兴市滨海新城核心区引水水质计算分析陈卫金;俞军锋;吴勇;田江【摘要】对绍兴市滨海新城核心区的水闸和河道状况进行了分析,建立了引水水质模型,对绍兴市滨海新城核心区的水闸和河道状况进行分析,在对模型中的参数进行了率定的基础上,计算了先通过泵站抽水将区域内河道水位降低至2.4 m,再引水至水位达到3.5 m时停止进水的换水方式下,设定分别1天完成换水、2天完成换水、3天完成换水3种工况,下的水质变化进行了预测,结果表明,1天完成换水对河道水质更新较快,停水后可持续的时间也较长,但需要的泵站投资和运行费用等也较大,综合考虑设备投资和运行管理难度,2天完成换水的方案较优.【期刊名称】《浙江水利水电学院学报》【年(卷),期】2016(028)003【总页数】5页(P64-68)【关键词】城区;引水;水质;模型;计算【作者】陈卫金;俞军锋;吴勇;田江【作者单位】[1]绍兴市第一水利生态建设有限公司,浙江绍兴312003;[2]绍兴市水利水电勘测设计院,浙江绍兴312000【正文语种】中文【中图分类】TU991.03绍兴滨海新城是浙江省“十二五”重点布局的14个省级产业集聚区和重点开发区(园区)之一，规划总面积近500 km2.滨海新城商贸居住区，南起海东大道，北至七六丘北塘河，西至前进河，东至团结河，规划面积约12.07 km2.滨海新城城镇区，南起百沥标准海塘，北至海东大道，西至百沥标准海塘，东至团结河，规划面积约16.7 km2.根据《绍兴滨海新城江滨区分区规划》，商贸居住区及城镇区大部分土地属于二类居住用地(见图1).滨海新城属于绍兴平原河网，河道淤积较快，汛期涝水较大，排涝主要靠河道泄洪，自身调蓄能力差，容易发生洪涝灾害；枯水期闸门不开启时区内水系流通不畅，自净功能不足，受到区内、区外生活污水、工业污水影响，导致水质较差.为积极相应省“五水共治”、市“重构绍兴产业、重建绍兴水城”战略部署，采取“引水活水”工程，消灭区域内劣五类水，改善区域生态环境非常必要，滨海新城商贸居住区引水活水工程(见图1).引水活水”工程是以河网水动力和水质模型分析为基础的重要的解决方案,已在城市水环境治理工程中得到了广泛应用[1-8].为研究区域“引水活水”工程对水环境改善的效果，进行水质建模和计算预测是工程实施的基础和前提.1.1 引水进出口水闸状况分析滨海新城江滨区三面环江，与曹娥江交接处均筑有一线海塘，区块主要排水出口为西大堤一号闸和杭州湾二号闸，区块南侧海塘上的4个排水闸，均为单孔闸门，过流能力较弱.西大堤一号闸，原先为沥海镇的主要排涝闸，闸门由净宽6 m的三孔排涝闸和净宽2 m的鱼道组成.2008年底曹娥江河口建闸蓄水后，已改造为进排两用水闸，可以为本区块引水提供便利.杭州湾二号闸于2004年建成的，闸净宽18 m，在曹娥江河口大闸建成后，主要承担虞北地区防洪排涝任务，二号闸主要控制海涂九一丘、九四丘、九六丘，共60 km2面积和梁湖镇南任片40 km2面积的涝水，工程按二十年一遇暴雨265 mm设计，规模为3孔，每孔净宽为6 m，最大过闸流量为261 m3/s，属中型水闸.2013年10月开始进行除险加固工程，主要包括新建水闸防渗系统、新建闸室、下游翼墙的防渗工程及地基加固工程，于2014年8月通过除险加固工程通水阶段验收.西大堤一号闸和杭州湾二号闸为区块主要的排涝闸，同时西大堤一号闸可兼顾引水功能，目前区内水系属于虞北平原，西大堤一号闸和杭州湾二号闸目前由上虞区防汛防旱指挥部统一调度.1.2 河道工程状况分析根据《绍兴滨海新区江滨区水系规划报告》，本工程范围内百沥河、前进河、团结河为主要纵向排涝河道，七七丘排涝河、七六丘中心河为主要横向河道，均为主干河道，规划明确主干河道须达到一定排水能力，以满足出过境洪水和本地涝水外排的要求.百沥河起自友谊河，终至沥海镇界，全长5.65 km，现状河宽约20 m，部分河段淤积至1.3 m，规划拓宽至30 m，河底高程0 m.前进河起自二号闸，终至崧沥河，全长12.36 km，现状河宽30～40 m，部分河段淤积至1.1 m，该河道处于江滨区中间位，是汇集该区块涝水的一条南北向主要河道，规划河道拓宽至50～60 m，河底高程0～-0.5 m.团结河北至七六丘北塘河，南至崧沥河，全长4.29 km，根据《绍兴滨海新城江滨区水系规划报告》将九六丘北塘河、九六丘东塘河、八一丘东直河、团结河、新开河共同纳入沥北河，成为滨江区“三纵六横四湖”水系格局中“三纵”的其中一纵，规划宽为60～65 m，规划河底高程-0.5 m.七七丘排涝河西起环塘西河，东至前进河，河道长度5 290 m，现状河宽60 m，底高程0.0 m，规划与八一丘中心河整合为西一闸干河，规划宽为50～60 m，规划河底高程0.0～-0.5 m.七六丘中心河是虞北平原的一条横向主干河道，西起曹娥江右岸堤防内侧环塘西河，东至虞东河贯通沥北河、崧北河和盖北河，该河于20世纪70年代海涂围垦时开挖而成，江滨区内河长12.26 km，现状河面宽度25～30 m，河面宽拓宽至35～40 m，河底高程疏浚至0 m.1.3 引水活水方案分析经过实地勘察以及多方讨论，对取水口选址以及商贸城镇区活水两个问题进行分析，确定利用西大堤一号闸引水方案.西大堤一号闸设计引水流量为50 m3/s，水流流向为自一号闸经七七丘排涝河向东至前进河流经商贸城镇区后汇至团结河向北排至二号闸，引水方式为自流.活水路线均为区域内主要河道，规划河道宽度较宽，水流条件较好.2.1 模型原理零维水质模型是根据质量守恒原理，认为流入的污染物在整个水域内掺混均匀，水体对污染物的沉降和降解作用均匀，从而求出在平衡期掺混后的水体污染物浓度.公式如下：式中：V—水体容积；C—水体污染物浓度；W—时段内进入水体的污染物负荷；Qe—时段内进入(流出)的水量； k—综合污染物综合衰减系数.对于某一段时间内的稳定状态，可假定流入的污染物经充分混合后的浓度稳定，且流入、流出水量相同，则上式的恒定解为：式中：某一时段污染物浓度平均值；该时段内入河污染物负荷量；该时段内进入(或流出)的总水量； k—污染物的综合衰减系数； V—水体总体积.模型的非恒定解(如考虑逐日负荷及浓度都在变化)为：2.2 模型参数率定现状工况(未引水)下全年总磷负荷量出流量(入河污水量和径流量之和)均见参考文献[8]，结合区域水体总体积V，率定得到城镇区综合衰减系数k值为0.027d-1，商贸区k值为0.026d-1，与相关研究中杭州、宁波等地平原河网验证的k值0.024d-1接近.因此可认为建立的水质模型和各项参数能较好地反映区域的水质情况，可以作为方案计算的有效工具.确定上述模型参数的计算时段为全年，而进行引水方案预测时，计算时段以天为单位，因此需将各项参数换算为日均数据.预测时段内暂不考虑降雨，因此在出流量和污染负荷中分别扣除降雨径流和径流污染部分.根据规划区水文地形条件，初步将规划区以海东路为界分为两个区块，即以城镇区为主的南片及以商贸区为主的北片.本次将城镇区和商贸区分别作为一个整体，采用零维水质(箱子)模型，分析引水工程对两个区块河道水质的改善效果.滨海新城水环境质量功能区划要求为Ⅲ类水体，目前现状为劣V类水体，水质极端恶化.根据地表水环境质量标准，Ⅲ类水体的标准高锰酸盐指数、氨氮、总磷标准值分别为6 mg/L、1mg/L和0.2 mg/L，V类水体三者的标准值为15 mg/L、2.0 mg/L、0.4 mg/L，区域内河道主要超标污染物为总磷，因此以总磷作为分析指标.引水换水方式.换水调度规则为，先通过泵站抽水将区域内河道水位降低至2.4 m，再引水至水位达到3.5 m时停止进水.3.1 计算条件分析设定1 d完成换水、2 d完成换水、3 d完成换水3种工况.为便于比较，3种工况抽水时间均暂定为1 d.考虑同时有区域内污水排入，算得3种工况下所需引水流量(见表1).初始总磷浓度取现状值0.572 mg/L.3.2 计算预测分析设定经多次换水至总磷浓度优于Ⅳ类水标准时停止引水，采用模型预测引水过程中与引水停止后一段时间内逐日总磷浓度变化趋势，预测结果(见图2、图3).由图2、图3表明，初始总磷浓度设定为0.572 mg/L时，3种工况下均需多次换水才能使总磷达到Ⅳ类标准.停止引水后，由于排污未停止，且污染物排放速率大于排出与降解速率之和，因此总磷浓度逐日升高.假如考虑降雨的情况，降雨可能会起到稀释的作用，上升的速率可能会相对较小.随着总磷浓度上升，每日排出和降解的总磷量逐渐增大，在排污量不变的前提下，污染物量的增减会趋于平衡，水质逐渐趋于稳定.同时由图可见，1天完成换水对河道水质更新较快，停水后可持续的时间也较长，但可能需要的泵站投资和运行费用等也较大.综合考虑设备投资和运行管理难度，2天完成换水较为可行.此工况下一周期内，城镇区总引水量为145.1万m3，商贸区总引水量为104.9万m3，平摊到每天的引水量分别约为29.0万m3和21.0万m3.通过建立引水水质模型和对模型中的参数进行率定的基础上，计算了先通过泵站抽水将区域内河道水位降低至2.4 m，再引水至水位达到3.5 m时停止进水的换水方式下，设定1 d完成换水、2 d完成换水、3 d完成换水3种工况下的水质变化进行了计算和预测，分析表明，1天完成换水对河道水质更新较快，停水后可持续的时间也较长，但需要的泵站投资和运行费用等也较大，综合考虑设备投资和运行管理难度，2 d完成换水的方案较优，本方法可用于类似引水换水水质预测.【相关文献】[1] 关许为.河网地区引清补水分区及改善水环境方案研究[J].水利规划与设计,2015(4):29-32.[2] 斯克纲,严永兴,来移年.绍兴市柯桥主城区水质提升工程的实践[J].浙江水利水电学院学报,2014,26(4):51-53.[3] 梁佰军,杨伏香,李东风,等.绍兴柯桥主城区清水工程水动力分析[J].浙江水利水电学院学报,2015,27(1):16-20.[4] 王龙华,徐海波,吴剑峰,等.平原河网地区生态调水实例研究——以温瑞塘河瑞安段为例[J].浙江水利科技,2014(2):55-58,61.[5] 朱德军,陈永灿,刘昭伟.大型复杂河网一维动态水流―水质数值模型[J].水力发电学报,2012(3):83-87.[6] 杨伏香,张培佳,陈卫金,等.柯桥主城区清水工程河网湖泊水动力二维数值模型分析[J].浙江水利水电学院学报,2015,27(3):18-21.[7] 陈卫金,李东风,张红武.绍兴平原河网防洪排涝水动力模型控制条件分析[J].浙江水利水电学院学报,2014,26(3):38-41.[8] 绍兴市水利规划勘测设计院.滨海新城商贸居住区引水活水方案研究[R],2015.。

湖泊-河网耦合水动力水质模型研究

湖泊-河网耦合水动力水质模型研究赵琰鑫;张万顺;汤怡;吴静【摘要】根据太湖地区水系复杂、湖泊众多、河道水流方向复杂多变且受到人为干扰的特征,基于一维河网水质模型,二维湖泊水质模型,采用有限控制体积法获得离散的水动力学和水质模型控制方程,通过河网与湖泊连接断面上河流的流量、水位、水质与湖泊的流速、水位和水质耦合求解,解决了河网湖泊水质模型的耦合,并将闸站控制对河流湖泊水动力水质影响过程进行了时间空间的线性化处理,以边界条件方式将闸站控制带入模型代数方程中进行统一求解,建立了适合于太湖流域的湖泊河网耦合水动力水质模型.采用太湖典型流域河网区2007年实测水文水质资料对耦合模型进行率定和验证.结果表明,模型计算值与实测资料吻合较好.该模型适用于复杂湖泊-河网区的水动力和水质变化的模拟和研究.【期刊名称】《中国水利水电科学研究院学报》【年(卷),期】2011(009)001【总页数】6页(P53-58)【关键词】河网水质模型;模型耦合;太湖【作者】赵琰鑫;张万顺;汤怡;吴静【作者单位】武汉大学资源与环境科学学院,湖北武汉,430079;武汉大学资源与环境科学学院,湖北武汉,430079;武汉大学资源与环境科学学院,湖北武汉,430079;武汉大学资源与环境科学学院,湖北武汉,430079【正文语种】中文【中图分类】X8241 研究背景河网水动力水质模型是描述河道水体中污染物迁移转化规律的数学模型，是进行河流水质模拟和水污染控制的有力工具。

近几年，河网水质模型得到长足的发展，如国外应用较多的美国的QUAL-2E，WASP模型等［1］。

国内的彭虹等［2］建立了河流综合水质模型，李锦秀等［3］建立了三峡水库整体一维水质模型，储君达［4］、韩龙喜等［5］建立了河网水质模型并对模型求解方法进行了改进。

但是以上研究仍存在一些不足，如其模型仅仅用于树状河网和单一河道，对于环状的河网有限制。

其次，其模型考虑的水质变量及各个变量间的迁移转化不够全面。

湖泊水文计算的水文水动力模型分析

湖泊水文计算的水文水动力模型分析摘要：湖泊水文计算的水文水动力学模型的建立可以对湖泊流域水资源的管理具有非常重要的理论和实践意义。

本文通过对山地、丘陵到平原之间的湖泊水文计算问题建立水文水动力模型，并且进行降雨径流计算，对入湖河道、湖泊及其周围的蓄水和调控系统，设立河网水动力学模型，并且结合具体的实践，取得了比较好的计算效果，为以后对于湖泊的管理起到了很好的研究和指导作用。

关键词：湖泊；水文计算；水动力模型；水文湖泊水文计算对于湖泊的水资源管理、蓄水调控等系统的规划设计都具有非常重要的实践意义。

尤其在我国南方地区，水网交织，河道密布，大多数都是从山地、丘陵到平原过渡地带形成的湖泊。

对于湖泊的上游受到种植情况的影响，下游可以通过涵闸与泵站进行有效的调控，所以本文对于湖泊及河道的径流采用SCS模型和新安江模型计算，并且通过建立河网水动力模型对湖泊的蓄水调控情况进行演算。

一、水文水动力模型1.SCS模型SCS模型是由美国上世纪中期提出，因为操作简单，对各项数据统计不需要太严格，并且比较适合小型湖泊径流计算，后来不断得到传播推广。

SCS模型通过假设湖泊的实际入渗量（F）与实际径流量（Q）和潜在入渗量（S）与潜在径流（Qm）之比相等的条件下而建立，即：二、结合实际情况具体分析1.湖泊基本情况在水文水动力模型的研究中，具体以湖北四湖流域为研究对象。

因为这片区域连接长江、汉江等河流，属于江汉平原的腹地，而且又与山区接壤，洪湖和长湖也都在这里。

它的上区位于荆州等城市，流域上区以西荆河为界分为长湖和田北两片，面积总共超过3000km2，流域内具有烟墩、五里等7个雨量站具有丰富的观测资料，老合台还建有一个省级水文测站，用于观测长湖水位。

目前区域内已经设置了众多的分洪、泄洪区域，并且根据以往的经验，科学制定了完备的相关预案。

2.模型验证本文选择3个洪涝年进行模型率定和验证。

选用1983、1997、2007年等3场洪水资料，使用新安江模型参数，选用2008年的洪水资料进行验证。

绍兴柯桥主城区清水工程水动力分析

绍兴柯桥主城区清水工程水动力分析
梁佰军;杨伏香;李东风;张红武
【期刊名称】《浙江水利水电专科学校学报》
【年(卷),期】2015(000)001
【摘要】从区域外引入清水，不但可以置换污水而且可以增强河网水动力，降低
水体富营养化的发生。

根据建立的绍兴柯桥主城区河网湖泊水二维水动力数学模型，计算了河网水力要素，分析了局部河段和整体河网的水力特性，确定了河网中最需要进行河道拓宽、通过水闸和泵站等工程增加水流流速、控制水体流动的河段、需要进行水系连通的河段，为实施增强河网水动力应该采取的措施提供了依据。

【总页数】5页(P16-20)
【作者】梁佰军;杨伏香;李东风;张红武
【作者单位】绍兴市水利水电勘测设计院，浙江绍兴 310018;河南水利与环境职
业学院，河南郑州 450008;浙江水利水电学院水利与环境工程学院，浙江杭州310018;清华大学水利工程系，水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京100084
【正文语种】中文
【中图分类】TV131
【相关文献】
1.柯桥主城区清水工程河网湖泊水动力二维数值模型分析 [J], 杨伏香;张培佳;陈卫金;李东风;张红武
2.绍兴市柯桥主城区水质提升工程的实践 [J], 斯克纲;严永兴;来移年
3.绍兴柯桥主城区清水工程水动力分析 [J], 梁佰军;杨伏香;李东风;张红武;
4.柯桥主城区清水工程河网湖泊水动力二维数值模型分析 [J], 杨伏香;张培佳;陈卫金;李东风;张红武;
5.绍兴市柯桥主城区水质提升工程的实践 [J], 斯克纲;严永兴;来移年;
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。