珠江河网与河口一二维水沙嵌套数学模型研究
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。
一维河网嵌套二维洪水演进数学模型应用研究
数 学模 型为蓄滞 洪 区 提供 边 界 条 件 ， 运 用平 面二 维 再
模 型模拟 蓄滞 洪 区运 用 的洪 水 演 进 ， 还 未能 实 现 一 但 维模 型 和平 面二维模 型在 分洪 口门水力 要素 的实 时交
摩 阻 比降 ； 为动量 校 正系数 ； 重力加 速度 。 Ｏ ｔ ｇ为
我 国存 在众 多 河网交 错 的水 系 ， 比如 长 江洞庭 湖 、 珠江 三角 洲等地 区 ， 这些地 区洪 水期 水流 在河 道 、 分蓄 洪 区和湖泊 内运 动 ， 流 流 态 复杂 ， 流 方 向不 定 ， 水 水 并 可能 还受 到堰 、 闸等建 筑 物 的影 响 。研究 洪水 在河 道 、 湖泊 、 分蓄洪 区的演进 过程 是一 项重要 而 复杂 的工作 ， 对 防洪决策 能起 到一 定 的参 考作 用 。河 网水流模 型是 该地 区防洪 调度 的 主要 技 术 手段 ， 维河 网模 型 能 从 一
一
维 河 网嵌 套 二 维洪 水 演进 数 学模 型 应 用 研 究
杨 芳 丽 ， 小 峰２ 张 艳 霞。 张 ，
（ ． 江 航 道 规 划 设 计 研 究院 航 道 一 所 ， 北 武 汉 ４０ １ ２ 武 汉大 学 水 资 源 与水 电工 程 国家 重 点 实验 室 ， １长 湖 ３ ００； ．
也 表 明 模 型 构 建 合 理 、 用 方便 、 定 性 好 ， 合 实 际物 理过 程 ， 备 推 广 应 用 价值 。 运 稳 符 具
关 键 词 ： 维 河 网 ；数 学 模 型 ；洪 水 演进 ；分 蓄 洪 区 ；洪 水调 度 一
中 图 法 分 类 号 ：Ｔ ７ Ｖ８ 文 献 标 志 码 ：Ａ
湖北 武汉 ４０７ ； ３ 湖北省水利厅 ， 北 武汉 ４０７ ） ３ ０ ２ ． 湖 ３ ０ ２
河口区重大工程活动对河床演变影响的数值模拟研究
沿海 高速建设 等 ； 同时航道 升级 和开 发也 在逐步 实施 ， 如 广州港 出海航道 三期工程 、 圳 西部公 用航 道工 程等 ； 深 另 外， 举世 瞩 目的港珠 澳 大 桥工 程也 已开 工建 设 。如 此众 多 的工 程建设 ， 无疑 会 导致 伶仃 洋 水 域水 沙 动力 环 境 的 变化 。而其 中不乏 规模 宏 大 的建设 项 目， 广 州港 出海 如 航道三期 工程 和港 珠 澳大 桥 工程 。以往 的研 究 ， 以 口 多 门为 界 ， 析 工 程 建设 对 伶 仃 洋 水 域滩 槽 变 化 的影 响 。 分
口门的整治开 发 、 大铲 湾 港 区工 程 、 深圳 机 场工 程 、 深圳
对 于河 口区 的大型 涉水 工程 ， 其影 响 可能 波及 河 口
区乃至 上游 三角 洲 网河 区 ， 因此研 究 考虑 先应 用一 维 网
河 区 、 维河 口区联 解 的潮 流 泥沙 数 学 模 型 ， 从 联 解 二 再
第 ２期 ２１ ０ １年 ２月
广 东 水 利 水 电
ＧＵＡＮＧＤ０ＮＧ ＡＴＥＲ Ｗ ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ ＡＮＤ ＨＹＤＲＯＰＯＷ ＥＲ
Ｎｏ ２ ． Ｆｅ ２ １ ｂ． ０１
河 口区 重 大 工 程 活 动对 河 床 演 变 影 响 的数 值 模 拟 研 究
卢 素 兰 ， 星科 ， 蒋 吴 琼
：
影 响水域再应 用局部 二维潮流 泥沙数 学模 型进 行河床 冲 淤变 化 的详 细研 究 。笔 者 认 为 ， 个 研究 思 路 是合 理 可 这 取的， 既全面又 有侧 重 点 。伶 仃 洋 水域 的开 发 建设 将 继
续下 去 ， 重大项 目必不可少 ， 如近期 重 新提 上议事 日程 的 大小 铲岛规划港 区项 目。本研究 既可 为工程 项 目的方 案 节 点方 程 ：
水沙河口衔接数学模型的研究及其应用
Ａｂｓｒ ｃ ： Ａ ｔａ ｔ １一 Ｄ ｎ 一 Ｄ ｏ ｉ ｅ ｍｅ ｃ ｌｍｏ ｅ ｓｐ ｏｗａｄ ｄ ｒｎ ｈ ｍｅ ｃ ｌｃ ｌ ｕａ ｉｎ ｏ ｏ ａ ｅ ｉ ｎｔａ ａ ｄ２ ｃ ｍｂ ｎ ｄ ｎｕ ｒ ａ ｄ ｌｉ ｕｔｆｒ ｒ ｕ ｉ ｇ ｔｅ ｎｕ ｒ ａ ａ ｃ ｌｔｏ ｆｆ ｗ ｎｄ ｓ ｄ ｍｅ ｔ ｉ ｉ ｌ ａ ｅ ｔ ａｙ Ｉ ｃ ｏｄａ ｃ ｔ ｈ 一 Ｄ ｎｄ ２ 一 Ｄ ｍｅ ｉｎ ｌｆｏ ｃ ｎ ｉｕｉ ｑ ｔ ｎ，ｔ ｅ ｍｏ ｉｎ ｅ ａｉ ｎ， ｔ ｉｆ ｉｎ ｅ ｕ ｓｕｒ ｒ． ｎ ａ ｃ ｒ ｎ ｅ ｗｉｈ ｔｅ １ ａ ｄｉ ｎｓｏ ａ ｗ ｏ ｔｎ ｔ ｅ ｕａｉ ｌ ｙ ｏ ｈ ｔｏ ｑｕ ｔｏ ｈｅ ｄｆｕｓｏ —
将 此模 型应用 于天津泰 达 永定新 河 河 口工程 的研 究上 ，经 实测 水沙 资料验 证 ，计 算 值 与 实测值 基本 吻
合 。为河 口改造 时引起 的河道与海 区的水流及 泥沙稳定性 问题提供 了可行 的研 究 方法。
关 键词 ：河 口一 、二维衔接 模 式 ；泥沙数 学模型 ；两相 流底 沙 ｄ ｓ ｄ ｍｅ ｔ ｈ ｅ ｏ ｄ ｍｏ ｅ ｎ ｑ ａｉｎ ｆｒｔ ｅ ｔ ｏ ｐ ａ ｅ ｆ ｗ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｕ ｔ ｎ ｆｒｆｖ ｒｂ ｄ ｅ ｏｕ ｕ ｔ ｏ ｈ ｕ ｐ ｎ ｅ ｅ ｉ ｎ ，ｔ ｅ ｂ ｄ ｌａ ｖ ｍｅ ｔ ｕ ｔ ｏ ｈ ｗ — ｈ ｓ ｏ ｎ ｈ ｑ ａ ｉ ｅ ｅ ｖ ｌ — ｏ ｅ ｏ ｌ ｏ ｏ ｉ ｔ ｎ，ｔ ｅ ｔｒ ｅ ｓｅ ｓ ｓ ｌｉ ｇ ｍｅ ｈ ｄ ｆｒｆｖ ｒ ｎ ｔ ｏ ｋ ａ ｄ ｔ ｅ ｕ ｗ ｎ ｉ ｅ ｅ ｃ ｃ ｅ ｒ ｐ ｌ ｄ ｔ ｈ ｉ ｏ ｈ ｈ ｅ — ｔｐ —ｏｖ ｎ ｔ ｏ ｅ ｅｗ ｒ ｎ ｈ ｐ ｉ ｄ ｄ ｆ ｒ ｎ ｅ ｓ ｈ ｍｅ ａ ｅ ａ ｐ ｉ ｏ ｔ ｅ １一Ｄ ｒ ｅ ｈ ｎ ｌ ｏ ｉ ｅ ｖ ｒｃ ａ ｅ ； ｉ ｎ
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
广州珠江感潮河网水流泥沙数值模拟
广州珠江感潮河网水流泥沙数值模拟李彤;李适宇【摘要】Based on EFDC ( Environmental Fluid Dynamic Code) model, a three dimensional numerical hydrodynamic and sediment transport model in Pearl River network of Guangzhou ( PRGZ) , was developed. The result indicated that the model was able to simulate hydrodynamics and sediment transport characteristics with fairly good accuracy verified by typical flood scenario case in July 1999 and dry scenario case in February 2001. The sediment transport result showed that Pingzhou to HouHangdao were the major transportation channel for suspended sediment during flood season. Erosion and deposition simulation also showed that PRGZ tended to deposition in flood season with Nanhandao and Lijiaoshuidao as the major deposition area. In the dry season, PRGZ tended to erosion, which usually happened in Shabeihai, Qianhangdao upper section and Xinzao rivernet. Besides, the entire rivernet showed a slow deposition rate, approximately at a speed of 2. 0 cm/a.%基于EFDC模型,构建了广州珠江河网三维水动力与泥沙数学模型.通过1999年7月和2001年2月典型洪、枯季实例验证,表明模型能够较好地反映广州珠江河网水流及泥沙输运过程.输沙过程模拟结果表明,平洲水道至后航道是悬浮泥沙输移的主要路径；冲淤模拟结果表明,21世纪初期广州珠江河网主要表现为“枯冲洪淤”特点,并且河网呈缓慢淤积趋势,年均速率约为2.0 cm/a.各河段中,南航道、沥滘水道是主要的淤积河段,而沙贝海、前航道上段及新造水道是主要冲刷河段.【期刊名称】《中山大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(051)005【总页数】7页(P14-20)【关键词】广州珠江河网;水动力;泥沙输运;数值模拟【作者】李彤;李适宇【作者单位】中山大学环境科学与工程学院,广东广州510275;中山大学环境科学与工程学院,广东广州510275【正文语种】中文【中图分类】P3331 前言广州珠江河网属于典型的潮汐水道，上游径流的水期差异以及下游河口的潮汐过程均能显著影响河网水力特征；同时，由于河网汊口众多、河道河涌交织成网，水流往往需几经分流、汇流，方能顺利下泄，这也导致珠江河网广州段水动力与物质输运过程具有较高的复杂性[1-3]。
珠江三角洲平面二维盐水入侵数值模型研究
Ｔ ｎ ｌｚ ｈ ｒｃ ｓ ｏ ａ ｗ ｔｒｉｔ ｓ ｎ ｗ ｅ ｕ ｅｍ ｄ ｌ ｉ ｏ ｉｅ ｓ ｔ ｅ （ ａ ｇ ｌｒ ｎ ｏａ ａｙｅｔｅｐｏ ｅｓ ｆｓｌ ａ ｎｒ ｉ ， ｅ ｓｔ ｐｔ ｏ ｅ ｗｔ ａｃｍｂｎ ｄｍｅｈｓ ｌ ｔ ｎ ｕａ ｄ ｔ ｅ ｕｏ ｈ ｈ ｙ ｉ ｒ ａ ｑ ａ ｒ ａ ｒ１ ｗ ｉ ｏｅｓ ｏｈｔｅＰ ａｌ ｉ ｒ ｅｗ ｒ ｎ ｅｅｔａ ， ｎ ｎｔ ｖｌｍ ｔｏ ｐ ｌ ｄｔ ｕ ｄ ｌ ｅａ）， ｈｃ ｃｖ ｒ ｂ ｔ ｅ ｒ Ｒ ｖ ｔｏｋａ ｄｔ ｓ ｒ ａ ｄｆ ｉ ｏ ｅｍｅ ｄｉ ａｐｉ ｉ ｔ ｈ ｈ ｅｎ ｈ ｕｙ ｉ ｅ ｕ ｈ ｓ ｅ ｏ
能满 足供 水 水 质 标 准 ，影 响 城 镇 生 活供 水 。 咸潮 上 溯 是 河 口地 区主 要 的 潮 汐 动 力 过 程 之 一 ，在 挖 沙 活 动 剧 烈 的珠 江 三 角 洲 河 口 区 ，咸 潮 上溯 已经
２ ０世 纪 ９ ０年 代 以前 ，珠 江西 四 口 门 的盐 度 年 均
Ａｂ ｔ ａｃ ：Ｔ ｅｐ ｏ ｌｍ ｆｓｌ ｔｒｉｔｕ ｉｎ ｉ ｈ ｅ ｒ ｒ ｅ ｅｔ ｓｖ ｒ ｅｉｕ ｓ ｅ ｉｌ ｅ ｅ ｔ ０ ｓ ｒ ｔ ｈ ｒｂｅ ｏ ａｔ ｅ ｎｒ ｓｏ ｎ ｔｅＰ ａｌ ｖ ｒｄ ｌ ｉ ｅｙｓ ｒ ｓｅｐ ｃａｌ ｉ ｒｃ ｎ ｗａ ｉ ａ ｏ ｙｎ ２
的技 术 支 撑 。
地球 自转引起 的加速度 ； ，Ｓ ，Ｓ ，Ｓ 为辐射
应力分量 ；
深盐 度 。
，
，
，
为水平黏滞应力 项 ；
Ｌ为源 汇 项 ； ／， ） 汇项 水 流 流速 ；ｓ为平 均 水 ｓ （ Ｚ 源
１ 模 型控 制 方程 及 其 离散
感潮河网区风暴潮洪水风险模拟研究——以中顺大围为例
感潮河网区风暴潮洪水风险模拟研究——以中顺大围为例杨莉玲;杨芳;余顺超;徐峰俊【摘要】感潮河网区资源丰富且动力复杂,面临着流域洪水和潮水、风暴潮的多重灾害风险.以珠江三角洲感潮河网区的中顺大围保护区为例,探讨了径流洪水与风暴潮洪水的历史遭遇概率,通过两套不同尺度的一、二维联解模型(河网一维与河口近海区二维联解、河网一维与保护区二维联解)模拟了不同情景下风暴潮洪水与径流洪水在三角洲网河区河道遭遇和演进,以及通过保护区薄弱堤段溃决后在保护区内宣泄传播的过程.较成功地模拟再现了河口的复杂洪灾系统,可应用于其他区域风暴潮洪水模拟,也为风暴潮洪水风险分析提供了参考.【期刊名称】《人民珠江》【年(卷),期】2018(039)008【总页数】5页(P4-8)【关键词】风暴潮;溃决洪水;联解模型;数值模拟【作者】杨莉玲;杨芳;余顺超;徐峰俊【作者单位】水利部珠江水利委员会珠江水利科学研究院,广东广州510611;水利部珠江河口动力学及伴生过程调控重点实验室,广东广州510611;水利部珠江水利委员会珠江水利科学研究院,广东广州510611;水利部珠江河口动力学及伴生过程调控重点实验室,广东广州510611;水利部珠江水利委员会珠江水利科学研究院,广东广州510611;水利部珠江河口动力学及伴生过程调控重点实验室,广东广州510611;水利部珠江水利委员会珠江水利科学研究院,广东广州510611【正文语种】中文【中图分类】TV122感潮河网区一方面资源丰富，人口集中，经济发达，另一方面，径潮交汇，动力复杂，面临着流域洪水和潮水、台风的多重灾害风险。
感潮河网区的风暴潮洪水灾害预报对保护其生命财产安全意义重大。
在全球变暖背景下，热带气旋、风暴潮的发生频率和强度增加，感潮河网区风暴潮灾害风险进一步加大[1-4]。
珠江三角洲感潮河网区地势平坦，水系密集交错，上游植被丰富、雨量充沛，流域洪水及风暴潮水危害均不可小视。
本研究通过历史风暴潮灾害情况、人口密度、水系组成、地形地貌、经济发展状况等各方面的综合分析，以中顺大围为例进行感潮河网区风暴潮洪水风险模拟研究。
珠江河口水沙数值模拟系统
要 考 虑 河 网 的泄 洪 、 潮 和 排 涝 等 ， 要 将 河 网 和 河 口作 为 一 个 整 体 进 行 研 究 。 这样 物 理 模 型 就受 到 很 大 限 纳 需 制 ， 此 开 发 研 制 了《 江 河 水 沙 数 值 模 拟 系 统 》 该 系 统 包 含 ３个 主 要 部 分 ：１ 前 处 理 软 件 ， 交 曲 线 网 格 为 珠 ， （） 正 生 成 和 网格 高 程 自动 生 成 等 ；２ 一 、 维 水 沙 连 接 模 型 ；３ 后 处 理 软 件 ， 括 数 据 采 集 系 统 和 水 沙 仿 真 动 态 （） 二 （） 包
以伶 仃 洋冶 导方 案 为例 ， 研究 了伶 仃 洋 治导 方案 对 海 区水沙 的影 响 。
关键 词 ： 江 口 ； 流 ； 沙 ； 学模 型 珠 水 泥 数
中 图 分 类 号 ： Ｖ ４ ． Ｔ １８ １ 文 献标 识 码 ｌ ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ５—８４ ２ Ｏ ）２— ０ １ ３ １０ ４ （Ｏ ２ Ｏ ０ ５ —０
控 制 合 理 ， 仅 可 反 映局 部 复 杂 的 海 （ ） 形 态 ， 且 不 河 床 而
重 点 区域 的 网 格 得 到 加 密 。 由 于 引 进 了 正 交 贴 体 坐 标 ， 格 布 置 灵 活 ， 得 一 部 分 网格 线 贴 岸 布 置 ， 节 网 使 既 省 了计 算 单 元 ， 提 高 了 复 杂 区域 的计 算 精 度 。 又
等 。本 文 重 点 介 绍 核 心 内容 珠 江 河 口二 维 水 沙 模 型 ， 网 一 维 计 算 程 序 采 用 珠 江 三 角 洲 潮 区 网河 不 恒 定 计 河 算软件 ［
长河段二维水沙数学模型研究及应用
心计算模块应用拟 和坐标系下 的平面二维Ｋ Ｅ — 紊
流 和 悬 移 质 、推 移 质 泥 沙 运动 模 型 对 相关 物理 量
进行模拟 ；软件后处理模块能够很好地对模拟前
后 的地 形 、流 场 、冲淤 情况 进行 展示 。Ｔ ２ Ｃ Ｋ一 Ｄ 软 件对 上 述模 块 进行 了集 成 ，只需 安装 Ｔ 一 Ｄ 后 即 Ｋ ２Ｃ 可运 行 所有模 块 。 Ｔ 一 Ｄ 软件 开 发应用 Ｖｓａ Ｃ ＋ Ｏ Ｔ Ａ Ｋ２ Ｃ ｉ ｌ ＋ 和Ｆ Ｒ Ｒ Ｎ ｕ 语 言编 写 。其 中软件 主 界面采 用 Ｖｓａ Ｃ ＋ 言编 ｉ ｌ ＋语 ｕ
段 水 长江 中游 沙 市一 监 利 、戴 家 洲一 牯 牛沙 及 长 江 下游 安
颁 发 的计算 机软件 著作权 （ 号 ：软著登 字第 编 １２ ６号 ），具有完全的知识产权。 ０９ ６
２ 并行程 序 介绍
在 Ｔ 一 ＤＣ Ｋ ２ 软件 基 础 上 ，对 软 件 的计 算 核 心
要 接触程 序源代码 ，直接 通过 窗 口界 面化 的操作 就 可以完成模 型建立 、验证率定 和其 它应用 工作 。 Ｔ 一Ｄ Ｋ ２ Ｃ软件 于 ２ ０ 年 ８ 获 得 国 家 版 权 局 ０８ 月
势 ，就必须在并行计算上面有所突破 ，并行程序 的开发更是近几年各个应用领域的研究热点。 针对长河段水沙计算耗时较长 、时间响应效 率低的特点 ，本文在Ｔ 一 Ｄ 软件 的基础上 ，对其 Ｋ ２Ｃ 源代码进行 了并行程序的开发 ，将并行计算技术 应用在长河段水沙数值模 拟中 ，大大提高了长河
ａｅ ｗａ ｅ ｕ ａ ｉｎ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇｅ ｆ ｃｓ ｔ ｒ ｙ ｒ ｇ ｌ ｔｏ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｆｅ ｔ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ：ｌｎ ｅ ｃ ； ａａｌｌｃ ｍｐ ｔｎ ； ｏ ａ ｄ ｓｄ ｍｅ ｔｍａｈ ｍａｉａ ｄ ｌ Ｔ ２ ｄｓ ｏ ｇｒａ ｈ ｐ ｒ ｌ ｏ ｕ ｉｇ ｆ ｗ ｎ ｅ ｉ ｎ ｔｅ ｔ ｌ ｅ ｌ ｃ ｍｏ ｅ； Ｋ－ ＤＣ； ｙｔｍａｉ ｓ ｓｅ ｔ ｃ
珠江南河道平面二维非恒定流水沙数值模拟
摘
要 ： 于 贴 体 正 交 曲线 坐 标 系下 沿 水 深 积 分 的平 面 二 维 非恒 定 水 沙 数学 模 型对 珠 江南 河 道 水 沙 运 动 和 泥 沙 冲 淤 进 行 了 数 值 基
模拟 ， 在确定悬沙絮凝沉速时考虑 了泥沙粒径 、 盐度 、 含沙量及水流紊动的影响 ， 针对河口泥沙 双向交换 的特 点， 对泥 沙冲 淤函数 作了改进 ， 对挟 沙力级配公式进行 了调整 ， 改进 了现有模型 ， 并利用河段实测水文资料及原型观测数据 对模 型进 行验证 ， 结果表明， 模型计算的沿程水位 、 流速分布和泥沙输移 以及河床冲淤演变与资料符合较好。 关键词 ： 二维水沙数学模 型； 水流泥沙 ； 挟沙力 ； 泥沙冲淤
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｗｏ Ｄｉ ｅ ｓｏ ｕ ｅ ｉ ａ ｄ ｌｆ ｒ ｎ ｎ ｅ ｕ ｌ ｒｕ ｓ ｄ ｍｅ ｔ ｔ ａ ｓ ｏ ｔ ｏ ａ ｌＳ ｕ ｈ Ｒｉ ｅ Ｓ ｓｒ ｃ ： ｍ ｎ ｉ ｎ ｎ ｍ ｒｃ ｌｍｏ ｅ ｏ ｏ — ｑ ｉ ｂ ｉ ｍ ｅ ｉ ｎ ｒ ｎ ｐ ｒ ｆＰｅ ｒ ｏ ｔ ｖ ｒ ｉ ｉ
Ｌ Ａ Ｇ Ｚ ｉ ｏ ｇ Ｘ ｅｇ ｕ ， Ｉ ｕ —ｏ ｇ Ｉ Ｎ ｈ— ｎ ， Ｕ Ｆ ｎ ￣ ｎ Ｌ Ｕ Ｊ ｎｙｎ ｈ
（ ｉｎ ｉｉ Ｒｅ ｓ ａｃ ｎ ｔｔ ｔ ｆＰｅｒ ｖ ｒＷ ａｅ ｓ ｕｒｅ ｍｍｉｓｏ Ｇｕ ｎ ｚ ｏ １ ６１ ， ｉａ Ｓｃｅ ｔｆｃ ａ ｅ ｒｈ Ｉ ｓｉｕ ｅｏ ａ ｌ Ｒｉｅ ｔｒＲｅ ｏ ｃｓＣｏ ｓ ｉｎ， ａ ｇ ｈ ｕ ５ ０ １ Ｃｈｎ ）
第３ ５卷第 ４期 ２０ ０ ８年 Fra bibliotek ２月黑
龙
江
水
专 学 报
Ｖｏ ． ５， ． １ ３ Ｎｏ ４
一维水沙数学模型研究
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
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
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
珠江河口治理规划方案下伶仃洋泥沙运动及冲淤演变规律分析
广州 ５０ １ ） １６０ （ 江水 利科 学研 究 院 ， 东 珠 广 摘 要 ： 立珠 江 河 口二 维水 沙数 学 模 型 ， 算 研 究 珠 江 河 口规 划 治 导 线 方 案 下 伶 仃 洋 的 水 沙运 动 和 冲 淤 变 化 情 建 计
况 ， 时伶 仃 洋 水域 演 变趋 势 进 行 了分 析 预 测 。 并
关键词 ： 伶仃 洋； 泥沙； 冲淤演变 ； 数学模型
中 图分 类 号 ：Ｖ １ ． ；Ｖ ４ Ｔ ２ ２ ５ Ｔ １３
０ 前 言
文献 标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：０ １ ２ ５ ２ １ ）６０ ２ －５ １０ － ３ （０ ０ ０ －０ １ ９ ０
达虎 门。在东 、 西两条 一 ｌ ５Ｉ 等深线之 间 ， ｌ 水深不足 一 ５ｉ ｎ的
道直 到虎 门 口 。在 伶 仃 水 道 西 侧 浅 海 区有 １ 水 深 不 到 一５ 条 ｍ 的 帆 船 水 道 ， 要 接 纳 来 自横 门 、 奇 门 以 及 蕉 门 延 伸 段 主 洪
的水 流， 通过帆船水 道与澳 门水道 下泄 的水 流汇合 ， 经大 西
水道 进 入 南 海 ； 而在 伶 仃 水 道 西 侧 一 等 深 线 以东 的水 流 ５ｍ
本 文主要研 究珠江河 口伶 仃洋治导 线方案对伶 仃洋水 沙运动及滩槽演变的影响 ， 为珠江河 口的综合治 理提供技术
支持 。 １ 伶 仃 洋 水下 地 形 特 征
伶仃洋水下地形呈 现三 滩两槽的地貌 （ １ ， 复杂的 图 ）其 水下地形及动 力过 程使 伶仃 洋 的各槽 道具 有不 同 的特征 。 大致以伶仃洋西槽 （ 伶仃 水道 ） 西侧 一 Ｉ ５Ｉ 等深线为界 ， Ｔ 此线 以西的西部浅滩 区属于径流作用为主 的河 口； 以东 的槽滩 区
一二维洪水演进数学模型研究及应用1
武汉大学硕士学位论文一二维洪水演进数学模型研究及应用姓名：谢作涛申请学位级别：硕士专业：水力学及河流动力学指导教师：张小峰谈广鸣20030501 内容提要中国是一个水灾频繁的国家，上世纪末１９９８年长江、嫩江、松花江流域均发生了大洪水，给国民经济造成了重大损失。
为有效防御洪水，保证人民生命和财产及水利工程的安全，除大力加强堤防、分蓄洪区及河道整治等防洪基础设施建设外，水文预报等非工程措施也是必不可少的。
洪水演进是水文预报的重要研究课题之一，因此建立洪水演进模型，准确预报河段洪水传播过程，控制分蓄洪区运用，掌握河段洪水演进规律，对减少洪灾损失具有重要意义。
论文研究建立了一二维洪水演进数学模型，并将模型应用于长江荆江河段洪水演进计算及糯扎渡溃堰洪水计算中，主要内容如下：第１章介绍了洪水演进计算研究现状，对洪水演进计算的的主要方法包括水文学方法、水动力学方法等传统方法及人工神经网络等新方法均进行了叙述。
第２章对数值格式进行了初步探讨。
从一维对流方程的数值求解方法出发，针对Ｈｏｌｌｙ．Ｐｒｅｉｓｓｍａｒｍ格式，运用待定系数法对Ｈｏｌｌｙ．Ｐｒｅｉｓｓｍａｎｎ格式进行了改进，补充了流速为负时的Ｈｏｌｌｙ—Ｐｒｅｉｓｓｍａｎｎ格式，并在该格式基础上建立了新的计算保守型对流方程的数值格式。
第３章本章采用有限体积法建立了模拟洪水演进的一维数学模型及平面二维数学模型，并分别对一二维模型进行了精度分析，结果表明模型模拟洪水演进时具有较高精度。
第４章首先运用一维模型进行荆江干流洪水演迸计算，计算河段为长江宜昌至螺山河段。
严格讲应采用江湖联算的方法，但由于洞庭湖区地形复杂，河网交错，缺少地形资料，比较难以实现，有效的办法是将江湖分离只计算长江干流的洪水传播过程，将三口分流与洞庭湖城陵矾入流作为旁侧分汇流处理。
在１９９３年河道地形的基础上，根据１９９３年资料对模型糙率进行了率定，进一步对宜昌至螺山河段１９９６年、１９９８年大洪水过程进行了复演，复演结果表明模型能较好地模拟河段洪水传播过程。
一二维水沙数学模型在长江的研究与应用
一二维水沙数学模型在长江的研究与应用
董炳江;许全喜;袁晶
【期刊名称】《水文》
【年(卷),期】2011(0)S1
【摘要】水沙数学模型是研究河段水动力情况、河势变化预测预报以及工程泥沙问题的一个强有力的手段,长江委水文局利用水动力学、河流泥沙动力学、河床演变等基本方程,研究开发了以纵向泥沙冲淤为主要研究对象的一维水沙数学模型,和以平面或横断面泥沙冲淤为主要研究对象的平面二维水沙数学模型,并将模型应用于诸多涉水工程及相关泥沙问题研究工作中,取得了良好的效果。
【总页数】4页(P92-95)
【关键词】水沙数学模型;一维;二维;泥沙冲淤
【作者】董炳江;许全喜;袁晶
【作者单位】长江水利委员会水文局
【正文语种】中文
【中图分类】P334.92
【相关文献】
1.长江汉口河段平面二维水沙数学模型初步研究 [J], 张革联
2.长江科学院河流水沙数学模型研究进展与展望 [J], 董耀华
3.长江藕池口水道平面二维水沙数学模型研究 [J], 李明;刘林;郑力
4.水沙数学模型技术在长江河口整治中的应用 [J], 徐学军;唐建华;王玉臻;赵升伟
5.黄河尾闾段一维耦合水沙数学模型研究及其应用 [J], 杨卓媛; 夏军强; 周美蓉; 万占伟
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有限元联解方法在珠江河口水动力研究中的应用
１ 引 言
珠江 河 口上承 三江径 流 ， 下纳南 海潮 汐 ， 水动 力 情况 复杂 ， 是珠 江径 流与南 海 潮汐 共 同作 用 的 区域 ． 口门泥沙 淤积 、 涂 发育 、 门沙 扩 展 ， 响泄 洪 纳 滩 拦 影 潮及 通航 ； 污染 物受 潮水 顶托 在河 道 中 回荡 ， 污染 水
河 网与河 口水 动力整 体求 解． 应用研 究表 明， 方 法合理 ， 算结 果较 理想 ． 该 计
关键词 ： 江河 口；水 动力 一维 ／ 维联 解 ； 珠 二 有限元 方法 ； 整体 计 算
中 图 分 类 号 ： Ｖ１ ３ Ｔ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：２ ３ ４ ９ （ ０ ７ ０ — ０ ００ ０ ５ １ ３ ２ ０ ） ６０ １ — ５
严 重 影 响 水 环 境 和 生 态 环 境 ； 水 季 节 遇 上 天 文 大 枯
直接 求解 法［ 是将 连 接 断 面 的 连 接 条 件 及 河 ４ 网 、 口边界 条件 作为 定解 条件 引入 一 、 维方 程组 河 二
中， 形成 一个 包 含一 、 维 所 有 变 量 的 整 体 方程 组 ． 二
的关 系 式 ， 显 式 差 分 离 散 后 求 未 知 瞬 时 的 函数 用 值 ， 为 一 维 与 二 维 模 型 的 内边 界 条 件 ， 别 模 作 分 拟 一 维 与 二 维 水 域 内未 知 瞬 时 的 水 流 运 动 ， 而 从 达 到 整 体 模 型求 解 ． 量 连 续 性 条 件 满 足 程 度 不 流
维 有 限元法 ． 文提 出有 限元 联解 方法 ， 本 在一 维 与二
维 的连 接处 构造 出 内边 界 条件 方 程 ， 融合 一维 与 二 维建 立 的方程组 ， 成 总体方 程组 整体 求解 ． 过对 形 通
hydrompm2d水动力及其伴生过程耦合数学模型原理与应用
HydroMPM2D是一个由珠江水利科学研究院研发的二维水动力及其伴生过程耦合数学模型。
这个模型基于科学原理和数学方法，详细地描述了水动力及其伴生过程的相互作用和变化。
该模型主要涵盖了珠江流域的水动力过程，包括水流、波浪、泥沙输移、水质变化等多个方面。
同时，它也考虑了这些过程之间的耦合关系，如水流对泥沙输移的影响，波浪对水质变化的作用等。
模型的应用范围广泛，可以用于河流、湖泊、近海等水域的水动力模拟和预测。
通过输入相关的水文、气象、地形等数据，模型可以模拟出水流、波浪、泥沙输移等水动力过程的变化情况，为水资源管理、水环境保护、水灾害防治等领域提供科学依据。
此外，HydroMPM2D模型还具有高度的灵活性和可扩展性，可以根据不同的需求进行定制和修改。
这使得模型在实际应用中具有更强的适应性和实用性。
综上所述，HydroMPM2D水动力及其伴生过程耦合数学模型是一个基于科学原理和数学方法的复杂系统模型，具有广泛的应用前景和实用价值。
一二维耦合河网水沙模型研究
ｂ ｅ ｅａｉｅ Ｏ ｒ ｅ ｅ ｔ ｎｗｉ ｉ ｈ ｉｅ ｅｗｏ ｋ Ｏｎ ｎ ｗｏ ｄｍ ｅ ｓｏ ａ ｏ ｐｅ ｉｅ ｅｗｏ ｋ ｓ ｄｍ ｅ ｔｍｏ ｅ ｌ ｂ ｅｇ ｎ ｒｌ ｄｔ ｉ ｒｓｃｉ ｔ ｎ ｔ ｅｒｖ ｒｎ ｔ ｒ ． ｅａ ｄ ｔ ｉ ｎ ｉｎ ｌｃ ｕ ｌｄ ｒｖ ｒｎ ｔ ｒ ｅ ｉ ｎ ｄ ｌ ｌ ｅ ｚ ｖ ｏ ｈ ｗｉ ｅ ｔｂｉｈ ｄ ｗｉｈｔ ｅｂ ｌｎ ｅｏ ｌｗ ｍｏ ｎ ｎ ｅ ｉ ｎ ｒｎ ｐ ｒ． ｅｍｏ ｅ ｅｓｕ ｈ ｈ ｓｎ ｅａｉｎ ｈｐ ｂ ｔ ｅ ａ ｉ— ｓａ ｌ ｅ ｔ ｈ ａａ ｃ ｆｆｏ ａ ｕ ｔａ ｄ ｓｄｍｅ ｔｔａ ｓ ｏ ｔＴｈ ｄ ｌ ｔ ｐ ｔ ｅｃ ａ ｉｇ ｒｌｔｏ ｓ ｉ ｅｗｅ ｎｖ ｒａ ｓ ｓ
Ｃｏ ｕｐｌｄ Ｏｎ ｎ Ｔｗｏ Ｄｉ ｎ ｉ ｎａ ｏ ｌｆ ｒ Ｒｉ ｅ ｔ ｒ Ｆｌ ｗ ｎ ｅ ｍｅ ａ ｐ ｒ ｅ ｅ ａ ｄ ｍｅ ｓｏ ｌＭ ｄｅ ｏ ｖ ｒ Ｎｅ ｗｏ ｋ ｏ ａ ｄ Ｓ ｄｉ ｎｔＴｒ ｎｓ ｏ ｔ
ＬＶ ｅ －ｉ ， Ｈ ＡＮＧ ０ Ｗ ｎｌ Ｚ Ｘｕ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｂ ｓ ｄｏ ｒｖｏ ｓｒｓ ａ ｃ ａｎ ｗ ｎ ｎ ｗｏｄｍ ｅ ｓｏ ａ ｏ ｐ ｅ ｄ ｌ ｆｒｖ ｒｗａｅ ｎ ｅ ｉ ｎ ｓｐ ｏ ｏ ｅ ． ｓｒｃ ： ａ ｅ ｎ ｐ ｅ ｉｕ ｅｅ ｒｈ， ｅ ｏ ｅａ ｄｔ － ｉ ｎ ｉｎ ｌ ｕ ｌｄ ｍｏ ｅ ｉｅ ｔｒａ ｄ ｓ ｄｍｅ ｔｗａ ｒ ｐ ｓｄ ｃ ｏ
解 。通过对长 江下游 大通至镇江概化河网的验证计算 ， 明模 型具 有很 好的实用价值 。 表
关键 词 ： 一二维耦合 ； 网 ； 河 水沙模型 ； 矩阵追赶法 ； 分组泥 沙 ； 交错 网格
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基金项目作者简介博士研究生
珠江河网与河口一张蔚严以新水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京
摘要利用三级联合解法和伶仃
洋平面二维水沙模型采用了正交曲线坐标下和
法
个交接面的水
利用
月枯季和
月洪季实测的水文资料进行验证
结果表明模型计算结果无论在珠江三
该模型可用来模拟珠江三角洲河网和伶仃洋的水沙运动过程
关键词嵌套数学模型珠江三角洲伶仃洋
诸多学者所关注
以前这方面的工作主要以水动力与水环境为主
本文的
一维河网水沙数学模型及其求解方法
控制方程
河网区非恒定流和悬沙输运用圣维南方程组和非平衡悬沙输运方程及河床变形方程来描述
连续方程
动量方程
悬沙输运方程
河床变形方程
为断面流量为水面宽度为断面水
为悬沙恢复饱和系数
并给出的挟沙能力公式其中
模型的求解方法
对于珠江三角洲河网
法
即本文所采用的所有节点的含沙量控制方程组所有单一河流断面处的含沙量通过单一河流悬沙输运的求解方法获得
式中
假设河流汊口节点在个时步内冲淤较小悬沙输运守恒公式为
式中
全顺流
全逆流
式中为递推系数其求解要考
虑单一河道水流流向
则所有节点
含沙量的控制方程为
式中
可得到所有断面的含沙量
平面二维水沙数学模型及其求解方法
控制方程
水流连续方程
方向动量方程
二维悬移质不平衡输沙基本方程
河床变形方程
其中为水深平均挟沙能力为悬沙平均沉速
这里
平涡粘扩散系数
模型的求解方法
法
其中对流项采用迎风跟一维模型
一样
嵌套连接条件
水力因子通过接口断面法传递无需重叠一个一维河段来传递水力因子一维模型的下边界即为二维模型的上边界
本模型中一维与二维嵌套模型连接的基本断面共有个分别是连接
的基本条件就是在连接断面上的水位悬移质输沙量连续
分别表示一维模型在第个连接断面的水位流量及悬沙含沙量值分别表示二维模型在第
二维模型给一维模型提供水位边
一维模型根据流量相等给二维模型提供流速边界时考
为糙率沿河宽分布的经验关系
连接断面处的输沙量相等条件由于流量平衡
在
模型验证
计算区域和计算参数选取
图
的总长度约为
个长度
个计算断面和
模型中糙率系数根据实测值采用试错法来率定
珠江流域的糙率系数取挟沙能力系数
取
和
图
珠江三角洲河网和伶仃洋平面图
内伶
图年月日河网内大盛断面
计算值
图年月日河网内麻涌断面
图年月日河网内漳彭断面
计算值
图河网与河口虎门连接。