二维动床泥沙数学模型在“单向冲刷”江道中的应用——以曹娥江为例

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构建绍兴市曹娥江流域水动力模型的探讨

第 3 期总第 223 期 2019 年 5 月
浙江水利科技 Zhejiang Hydrotechnics
No . 3 Total No . 223 May 2019
构建绍兴市曹娥江流兴 312000）
摘要：为研究绍兴市平原河道中水流的运动特征，在分析绍兴市平原河网一维水动力模型的基础上，探讨
1 流域概况
曹娥江位于浙江省绍兴市，是浙江省八大水系之一，主流澄潭江，发源于金华市磐安县尖公岭，经绍兴市新昌县镜岭镇、澄潭镇澄潭江，北流至绍兴市嵊州市城关镇附近与新昌江、长乐江、黄泽江汇合后总称曹娥江，折西北流至绍兴市柯桥区新三江闸注入杭州湾。河道全长 197 km，流域面积 6 046 km2。
流域面积 / km2 851 250 159 877 212 116 113 146 533 584
河道长度 / km 88 46 37 76 45 32 29 27 70 61
·21·
吴勇，等：构建绍兴市曹娥江流域水动力模型的探讨
支流名称下一级支流吕根溪合溪上东溪
里东江隐潭溪下管溪小舜江
月份为春雨季，降水量约占全年降水量的 18%；5 — 7 月份为梅雨季，降水量约占全年降水量的 35%，雨量大且持续时间长；8 — 10 月份为台风雨季，降水量约占全年降水量的 15%，受台风影响主要为暴雨，山区性河道水位易暴涨暴落。
曹娥江干流章镇以上及支流小舜江汤浦镇以上为山区性河段，不受海洋潮汐影响，以径流作用为主；曹娥江河口大闸建成前，章镇以下至曹娥江大闸段为感潮河段，其水流动态不仅受到上游来水影响，也受到下游曹娥江河口海洋潮汐回水顶托的影响，径流和潮流共同作用；河口大闸建成后，曹娥江干流水流动力受径流作用。

曹娥江大闸闸上河道建桥通航水流条件

2021年6月第6期总第583期水运工程Port&Waterway EngineeringJun.2021No.6Serial No.583曹娥江大闸闸上河道建桥通航水流条件*郑国诞1,2,吴军君3,史英标▽,曹颖',2,唐子文▽(1.浙江省水利河口研究院，浙江杭州310020；2.浙江省河口海岸重点实验室，浙江杭州310020；3.浙江省钱塘江管理局勘测设计院，浙江杭州310020)摘要：曹娥江大闸从2008年底开始运行，平时关闸蓄水，洪汛期开闸放水。

闸上河道从“洪冲潮淤”向“单向冲刷”转换，河床发生着较大的变幅。

在这种江道环境中建设桥梁最重要的一个制约因素为通航水流条件，主要为工程河段的河势情况、流速流态条件以及桥梁建设后的影响。

通过建闸后多年地形分析工程河段河势现状以及趋势，并通过建立平面二维数学模型对航道内流速进行计算分析。

研究可知：1)若无较大人类活动干涉，工程河段河势稳定，滩槽格局不会发生变化。

2)在通航高水位下，流速流态符合通航要求，建桥对航道的影响较小。

因此在此河段建设桥梁是可行的。

关键词：曹娥江；桥梁；通航；河势；流速中图分类号：U641；U611文献标志码：A文章编号：1002-4972(2021)06-0141-06Navigable flow conditions of bridge constructionin the upper channel of the Cao，e River gateZHENG Guo-dan1,2,WU Jun-jun3,SHI Ying-biao1,2,CAO Ying1,2,TANG Zi-wen1,2(1.Zhejiang Institute of Hydraulics and Estuary,Hangzhou310020,China;2.Zhejiang Provincial Key Laboratory of Estuary and Coast,Hangzhou310020,China;3.Reconnaissance and Design Institute,Qiantang River Administration of Zhejiang Province,Hangzhou310020,China)Abstract：The Cao'e River gate has been in operation since the end of2008.The gate is normally closed for storage and opened for drainage during flood seasons.The river channel on the gate has changed from"scouring during the flood and silting during tide"to"single-direction scouring",and the riverbed has undergone a large change.In this river environment,one of the most important restricting factors for the bridge construction is the navigable flow conditions,which are mainly the river regime,flow velocity and flow pattern conditions of the project reach,and the influence of the bridge construction.In this paper,the current situation and trend of the river regime of the project reach are analyzed based on the topography of many years after the gate was built,and the flow velocity in the channel is calculated and analyzed by establishing a plane two-dimensional mathematical model.The study shows that:1)Without the interference of large human activities,the river regime of the project reach is stable and the pattern of the beach channel will not change.2)The flow velocity pattern meets the navigation requirements under the navigation high water level,and the construction of the bridge will have little impact on the channel. Therefore,it is feasible to build bridges in this reach.Keywords：the Cao'e River;bridge;navigable;river regime;flow velocity曹娥江大闸是亚洲最大的强涌潮河口第一大闸，位于钱塘江南岸曹娥江河口处，于2008年12月下闸蓄水[1]o大闸的建设阻挡了外海泥沙进入河道，改变了闸上河道水流泥沙运动规律，现状的收稿日期：2020-08-12基金项目：浙江省科技计划项目(2015C03003)；国家自然科学基金项目(51609214)作者简介：郑国诞(1986—),男，硕士，高级工程师，研究方向为水动力数值模拟、物摸模型试验• 142 •水运工程2021 年河道形势和水流条件与建闸前发生了巨大的改变,通航水流条件也随之改变。

二维泥沙模型在水库淤积分析中的应用

的统计资料，当年全国的总淤积量达ｌ１５亿ｍ，
占当时全国水库总容量的１４．２％，且淤积量仍以
惊人的速度增长。淤积是由于水位变化后上游来沙与当地河床边
动量方程：（詈）＋丢（詈）＋ｇ＋ｇ
摘要：本文基于二维泥沙数学模型，研究水库泥沙淤积的一般规律，讨论其发展特征，并对水库可持续利用运行
模式的效益进行分析。希望为类似工程可持续利用调度和淤积分析处理提供借鉴和帮助。关键词：二维泥沙模型；水库；淤积；分析中图分类号：ＴＶ１４５文献标识码：Ａ文章编号：ｔ６７２ — ２４６９（２０１５）０９ — ００７１ — ０３
一
定程度上会引起淤泥沉积，使库容降低，影响水
圣维南定理，先列出二维水流连续性方程：
：０
ａｔａ
库发电能力，缩短水库使用寿命，因此水库可持续
利用调度决定了水库的功能和效益。根据１９８１年
Ｑ为流量，Ｇ为推移质输沙率，Ａ为断面冲淤面积，ｚ为水位，Ｂ为河宽，Ｓ为悬移质分组含沙量，．ｓ为水流挟沙能力。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
水库可持续利用运行模式的效益进行了分析。

长河段二维水沙数学模型研究及应用

长河段二维水沙数学模型研究及应用郭阳;王建军【摘要】为了适应长江长河段系统治理技术的需要,对TK-2DC软件水沙计算核心部分进行了并行程序开发,将并行计算技术应用到长河段水沙数学模型中,大大提高了长河段水沙模拟计算效率及模型计算的时效性.建立了长江中游沙市—监利、戴家洲—牯牛沙及长江下游安庆—南京长河段平面二维水沙数学模型,对航道整治工程效果进行了模拟预测.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】6页(P149-154)【关键词】长河段;并行计算;水沙数学模型;TK-2DC;系统治理【作者】郭阳;王建军【作者单位】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;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【正文语种】中文【中图分类】U617;TP319三峡工程建成蓄水后，由于清水下泄，坝下游河道发生长距离、长时段的沿程冲刷与河势调整，将给长江中游航道带来极为复杂的影响和新的问题。

这种长期“清水”冲刷所带来的河道冲淤、河势调整和洲滩变化必将引起中游航道条件发生改变，同时也对航道整治技术提出了更高的要求。

因此在新的河道水沙条件下，需要开展长江中下游航道系统治理成套技术研究，其中，长河段水沙数学模型研究是顺利实施长江中下游航道系统整治[1-2]的重要技术手段。

目前，数学模型在水流、波浪、泥沙和水环境已经得到广泛应用，几乎每一个具体工程都要运用数学模型回答相关的工程问题，如沿海港口、河口以及内河航道整治等。

但对于大范围海区、长河道的计算平台的建设由于受到PC计算机计算能力的限制，还处于起步阶段。

另外，对于局部复杂水流结构和大范围流域系列年水沙计算等的模拟，需要建立复杂的模型，计算容量和运行速度要求很高。

虽然个人计算机的计算能力已经得到了飞速发展，但还远远不能满足不断提高的科学计算需要，因此须采用高效并行技术。

感潮河段水沙数学模型研究与应用

感潮河段水沙数学模型研究与应用董炳江;袁晶【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.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2012(043)001【总页数】4页(P18-21)【关键词】数学模型;泥沙冲於;长江下游;感潮河段【作者】董炳江;袁晶【作者单位】长江水利委员会水文局,湖北武汉430010;长江水利委员会水文局,湖北武汉430010【正文语种】中文【中图分类】TV142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［1］。

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［2］。

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一。

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2.2 潮流泥沙数学模型的基本参数2.3 潮流泥沙数学模型的数学表达式分析3.模型应用实例分析3.1 模型应用实例介绍3.2 模型应用实例分析3.3 模型实例验证及评估结果4.模型优化研究4.1 模型存在的问题及原因分析4.2 模型优化解决方案4.3 优化后的模型应用实例研究5.结论与展望5.1 研究成果总结5.2 研究意义和价值5.3 研究展望七、研究进度安排1. 绪论部分2. 阅读相关文献并进行文献综述3. 完成潮流泥沙数学模型的建立和原理分析4. 采集相关数据并进行模型的参数获取5. 完成模型应用实例研究6. 完成模型优化研究7. 确认论文框架并完成论文初稿8. 完成论文修改9. 论文定稿及论文答辩10. 准备论文终稿提交和答辩。

曹娥江至宁波引水工程平面二维水流数值模拟

ｅｓｍＺｅａｇＰｏｉｃ．ＴｅｗｔｉｒｏｒｅｔｉｃｓｌｒｌｅｏＤｋｎｏｇｉｇＬｃ，ａｄｔｅｆａｔｈｊｎｒｎｅｈａｒｄｖｓｎｐｏｃｓｌｅｅａｄｔａｕａｄＴｎｍｎｏｋｎｈｒｏｅｉｖｅｅｉｊｏｙｔｅｒｅ
ＡｓａｔｈａｒｉｒｏｒｅｔｒｅＣｏｅＲｖｒｏＮｎｂｌｉｐｒｎｃｍｏｅｔｆａｒｉｒｏｂｔｃ：Ｔｅｗｔｖｓｎｐｏｃｆｍｔａ ’ ｉｉｏｉａｏａｔｏｐｎｎｏｔｖｓｎｉｒｅｄｅｉｊｏｈｅｔｇｓｌｍｔｗｅｄｅｉｎ
出口横向流速最大，过往船只需注意即可。
关键词：引水工程；学模型；甬运河；数杭航运条件；有限元法
中图分类号：Ｖ３Ｔ１５文献标识码：Ａ文章编号：０４６３（０００－０４０１０ —９３２１）５０２－５
曹娥江至宁波引水工程平面二维水流数值模拟
叶如意王，攀２
３５７；．１１５２宁波市水利局，浙江宁波３５１）１０６（．１宁波大红鹰学院，浙江宁波
摘要：曹娥江至宁波引水工程作为浙东引水工程的重要组成部分，大厍和通明船闸的运行关系密切，在与存引水水流对航运条件的影响，为此建立引水工程平面二维水流动力数学模型，用大厍引水工程ｌ５型并：０模试验资料对引水工程方案进行对比验证和优化。结果表明：明引水３程一期和二期上下游横向流速、向通－纵流速和回流流速都能满足通航设计规范，工程的建设对通航影响不大，计方案是合理的；引水５程的进、设在－

二维水沙数学模型计算在管道穿越方案选择的应用

二维水沙数学模型计算在管道穿越方案选择的应用尤伟星;董芃羽;黄亮【摘要】水利工程下游的河道受清水下泄影响,冲刷深度可能加大.为合理确定河流穿跨越方案,以某油气管道龙津溪穿越为例,采用64-1公式计算穿越处的河道冲刷深度;建立穿越处的二维水沙数学模型,对河流的冲淤变化进行计算验证.结果表明:在考虑上游枋洋水利枢纽工程影响后,冲刷深度增加2.8 m,冲至岩石层.在此基础上,对开挖及定向钻穿越方案进行了比选,以此为依据确定龙津溪采用定向钻方案试穿实施,为今后类似工程设计施工提供参考.【期刊名称】《管道技术与设备》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】4页(P12-14,38)【关键词】二维水沙模型;冲刷深度;管道;穿越方案【作者】尤伟星;董芃羽;黄亮【作者单位】中国石油天然气管道工程有限公司,河北廊坊065000;中国石油天然气管道工程有限公司,河北廊坊065000;中国石油天然气管道工程有限公司,河北廊坊065000【正文语种】中文【中图分类】TE832油气管道河流穿越设计中，管道埋深直接影响管道安全，根据GB50423-2013《油气输送管道穿越工程设计规范》要求，管道穿越埋深需在河道冲刷深度以下，因此，确定穿越河流的冲刷深度是管道穿越设计的基础。

目前，在大的河流上建设或规划相关水利工程较多，对于水利工程下游管道穿越工程，受上游水利工程影响，使得下游泄水变清，河床的冲刷深度加大 [1]。

采用冲刷计算公式难以准确计算冲刷深度，开挖穿越方案难以保证安全，有必要采用更准确的计算方法确定河道的冲於变化情况。

文献[2]采用二维水沙模型计算了三门峡水库下游河道在建坝前后冲刷深度的变化情况，文献[3]采用二维水沙模型计算了钱塘江河口最大冲刷深度，为过江隧道建设供依据，计算结果与地质勘察较一致。

因此，利用二维水沙模型计算冲刷深度是必要的。

本文以国内某大型输气管道工程龙津溪穿越为例，分别采用64-1公式及二维水沙数学模型计算了穿越处河道冲刷深度，并分析了水库清水下泄对管道穿越处冲刷深度的影响，据此对开挖及定向钻方案进行了比选，确定龙津溪采用定向钻方案试穿实施。

二维水沙数学模型在秦淮新河入江航道中的应用研究的开题报告

二维水沙数学模型在秦淮新河入江航道中的应用研究的开题报告一、研究背景和意义秦淮新河入江航道是连接南京市区和长江的重要通道，是国家一级航道之一。

该航道受到洪水和泥沙淤积的影响较大，对船舶通行和河道的生态环境等方面都带来不良影响。

因此，对秦淮新河入江航道的泥沙运动规律进行深入研究，探索有效的治理和管理方式，具有重要的实际意义。

在秦淮新河入江航道的泥沙运动研究中，二维水沙数学模型是一种较为常用的方法。

该模型能够将水流运动和泥沙运动进行耦合模拟，能够精确地预测不同流量下的泥沙淤积情况，为河道的管理和治理提供科学参考。

因此，本研究选取二维水沙数学模型，针对秦淮新河入江航道的实际情况进行深入研究。

二、研究的主要内容和研究方法1.主要内容（1）对秦淮新河入江航道的水流特征进行测量和分析，获取相关数据。

（2）建立二维水沙数学模型，根据实测数据进行模型参数的校准。

（3）进行不同流量和不同情况下的泥沙淤积模拟与预测，对航道的淤积情况进行评估。

（4）对航道进行治理和治理方案的优化提出建议。

2.研究方法（1）基于实际情况的测量和数据分析。

（2）采用二维水沙数学模型进行泥沙运动模拟。

（3）对模拟结果进行评估和比较，对航道的治理和治理方案进行分析和优化。

三、研究的创新点和预期成果1.研究的创新点（1）针对秦淮新河入江航道的实际情况进行深入研究，能够更加准确地模拟泥沙运动情况。

（2）采用二维水沙数学模型，将水流运动和泥沙运动进行耦合模拟，能够更加真实地反映秦淮新河入江航道的泥沙运动情况。

（3）结合实际情况，对航道的治理和管理提出了有效的建议和方案。

2.预期成果（1）能够准确地预测不同流量下的泥沙淤积情况。

（2）能够为秦淮新河入江航道的优化治理提供科学参考。

（3）论文发表，取得应用价值。

四、拟定计划和进度安排1.第一阶段（2021.9-2021.11）：对秦淮新河入江航道的水流特征进行测量和分析。

2.第二阶段（2021.11-2022.3）：建立二维水沙数学模型，并进行参数校准。

曹娥江大闸闸上江道冲刷研究数学模型设计和验证计算

水流泥沙运动规律。在洪水期和非汛期有余水时开闸放水，闸上河道由原 “ 洪冲潮淤 ” 变为单向冲刷，危及两岸堤防的安全。因此，有必要对曹娥江河道的水流及泥沙冲淤变化情况进行预测，为曹娥江堤防工程的防护提供科学的依据。针对上述情况，文中阐述了平面二维水流泥沙数学模型的建立和验证
ｇｒｔｅｓｆｔｆｔｅｌｖｅｎｂｔｅｓｄｓｅｓｈａｅｙｏｈｅｅｓｏｏｈｔｉｅ．Ｕｎｅｉｉｕｔｎｅ，ｉｉｅｅｓｒｒｄｃｅｖｒｔｎｆｂｔｈｔｒｈｄｒｔｓｃｒｍｓｃｈｃａｔｓｎｃｓａｙｔｐｅｉｔｈａａｉｓｏｏｈｔｅｗａｅｏｔｉｏｌｎｅｉｎｆｅｃａｅ，Ｓｓｔｒｖｄｃｅｔａｉｒｔｃｉｆｔｅｅｓｏｅｒｅ．ｏｓｕ — ｆｗａｄｔｅｄｓｉｇｏｈｈｎｌＯａｏｐｏｉｅａｓｉｎｉｃｂｓｓｆｒｔｅｐｏｅｔｎｏｅｌｖｅｆｈｖｒＦｒｔｉｐｒｏｈｈｔｎｉｆｏｈｏｈｔｉｈｐｓ，ａ２Ｄｏｎｅｉｎｔｅｔｄｌｉｅｔｌｈｄ，ａｄｔｅｈｅｆａｉｎｃｌｕａｉｎｉａｓｄｅｅｎ，ｆｒｏｅ－ｆｗａｄｓｄｍｅｔｍａｈｍａｉｍｏｅｓｓａｉｅｎｈｎｔｅｖｒｃｔａｃｌｔｓｌｏｍａｅｈｒｉｌｃｂｓｉｉｏｏｏ

曹娥江大闸建闸后闸上河道冲淤变化分析

第51卷增刊（2）2020年12月人民长江Yangtze Ｒiver Vol．51，Supplement （Ⅱ）Dec．，2020收稿日期：2020－09－17基金项目：浙江省科技计划项目“入海河口区流域洪水与风暴潮耦合实时预报技术与示范”（2015C03003）；国家自然科学基金项目“涌潮水流及其引发的河床渗流对圆柱桥墩局部冲刷影响机理研究”（51609214）作者简介：郑国诞，男，高级工程师，主要从事河口海岸水动力泥沙方面的研究工作。

E －mail ：12971414@qq．com文章编号：1001－4179（2020）S2－0020－04曹娥江大闸建闸后闸上河道冲淤变化分析郑国诞1，2，曹颖1，2，史英标1，2，唐子文1，2（1．浙江省水利河口研究院，浙江杭州310020；2．浙江省河口海岸重点实验室，浙江杭州310020）摘要：曹娥江大闸是中国乃至亚洲最大的河口闸。

大闸的建设阻挡了河口潮汐上溯，从2008年12月运行开始，闸上河道从“洪冲枯淤”转变为建闸后的“单向冲刷”，闸上河床发生了较大的变化。

为此，采用建闸后至今10余年的地形资料进行闸上河道河床演变分析。

分析结果表明：①曹娥江上浦闸－滨海大桥河段全线冲刷，冲刷幅度自上而下减小，最上游冲刷幅度大于5m ；滨海大桥－曹娥江大闸河段较建闸前有小幅淤积，但其今后的趋势则为冲刷趋势。

②曹娥江大闸建成至今，闸上河道未经历过特大洪水冲刷，江道冲刷亦未见达到平衡状态，因此预测河道今后仍有进一步刷深的趋势，河势仍会发生变化。

关键词：洪水冲刷；河道冲淤；河道演变趋势；河势变化预测；曹娥江大闸中图法分类号：TV87；TV122文献标志码：ADOI ：10．16232/j．cnki．1001－4179．2020．S2．0051研究背景曹娥江大闸枢纽工程位于钱塘江支流曹娥江口门处，是中国乃至亚洲最大的河口闸，于2008年12月投入试运行，至今已经运行了11余a 。

曹娥江上浦船闸工程临时围堰平面二维水流数值模拟

曹娥江上浦船闸工程临时围堰平面二维水流数值模拟◎ 车建波1 姚军波21.绍兴虞水工程设计有限公司；2.绍兴市上虞区水利工程管理所摘要：曹娥江上浦船闸工程位于浙江省绍兴市上虞区境内，为上虞与嵊州交界至大厍船闸曹娥江航段，船闸的施工需新建临时围堰设施，工程施工需在汛期开展，围堰占用部分水域面积，将引起局部河段的水位、流速变化，为此建立平面二维水流动力数学模型分析围堰在不同洪水频率下产生的影响，为工程的顺利实施提供科学依据。

关键词：曹娥江；MIKE 21模型；临时围堰1.工程概述曹娥江上浦船闸工程位于曹娥江中下游的平原地带，拟建上浦船闸所在区域为江心沙洲区域，其中船闸施工时需设置临时围堰，围堰垂直水流方向堰顶最大间距为174m，顺水流方向堰顶最大间距为406m，围堰采用两级平台结构，一级平台顶标高10.6m，二级平台顶标高6.60m，顶部宽度6m，迎水面坡比为1:2.0，背水面坡比为1:1.80。

迎水坡护坡采用模袋混凝土及干砌块石护坡，背水面为袋装土，围堰体填筑为回填土，中间布置混凝土防渗墙，防渗墙进入不透水层1.5m。

2.二维水流数学模型及验证计算2.1二维非恒定流水动力模块的原理曹娥江江道相对较为宽浅，根据涉水建筑物情况，考虑资料条件和河道特性，采用平面二维MIKE21FM 模型。

采用雷诺平均应力方程。

h=η+d (1)描述平面二维水流连续方程为：(2)描述平面二维水流的动量方程为：(3)(4)(5)式中：为基于水深平均的流速；t为时间；x，y和z为笛卡尔坐标；η为河底高程；d为静水水深；h=η+d为总水头；u、ν为x、y方向的速度分量；g为重力加速度；ρ为水的密度；S xx、S xy、S yx、S yy为辐射应力的分量；P a为大气压强；ρ0为水的相对密度；S为点源流量大小；u s、v s为源汇项水流的流速。

侧向应力项T ij其值由基于水深平均的流速梯度的粘性涡粘性公式估算。

(6)2.2计算区域及概化计算范围设置为：上边界设置在东沙埠（距离上浦闸约20km），下边界设置在桑盆殿水文站上游（位于上浦闸下游25km左右）模型范围。

长江中游分汊型河道二维水沙数值模拟

长江中游分汊型河道二维水沙数值模拟
黄文辉;左利钦;陆永军
【期刊名称】《水利水运工程学报》
【年(卷),期】2010(000)003
【摘要】针对长江分汊型河道边界复杂的特点,建立了基于多连通域贴体正交曲线坐标系下的二维水沙数学模型.模型采用有限差分法离散平面二维水流运动方程和泥沙输运方程,通过非恒定流多个时间步逼近模拟恒定流的方法,模拟了多分汊河段的水位、流速场及泥沙场.将所建模型初步应用于长江中游典型分汊河段--窑监河段的水沙过程模拟,结果表明模型能较好地模拟分汊河道的水沙运动规律.
【总页数】6页(P27-32)
【作者】黄文辉;左利钦;陆永军
【作者单位】南京水利科学研究院,江苏,南京,210029;水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏,南京,210029;南京水利科学研究院,江苏,南京,210029;水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏,南京,210029;南京水利科学研究院,江苏,南京,210029;水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏,南京,210029
【正文语种】中文
【中图分类】TV143
【相关文献】
1.三峡水库蓄水后长江中游典型弯曲分汊河道的调整响应 [J], 黄莉;姚仕明;朱勇辉;蔺秋生;岳红艳;张慧
2.长江中游城陵矶-湖口分汊河道洲滩演变及碍航成因探析 [J], 孙昭华;李义天;黄颖;高凯春
3.长江中游微弯分汊河道水流数学模型研究及应用 [J], 丁杰华;袁晶;刘江
4.基于平面二维数值模拟的长江世业洲分汊河道水流特性研究 [J], 吴昌洪; 姚瑶
5.长江中下游典型分汊浅滩河段二维水沙数学模型 [J], 张为;李义天;江凌
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一、二维嵌套数学模型在白坭水道整治工程中的应用

一、二维嵌套数学模型在白坭水道整治工程中的应用
一、二维嵌套数学模型在白坭水道整治工程中的应用
作者：张蔚;杨金艳;于东生
作者机构：河海大学海岸及海洋工程研究所,江苏,南京,210098;河海大学海岸及海洋工程研究所,江苏,南京,210098;河海大学海岸及海洋工程研究所,江苏,南京,210098
来源：水运工程
ISSN：1002-4972
年：2006
卷：000
期：001
页码：68-71
页数：4
中图分类：U617;O242.1
正文语种：chi
关键词：潮流;泥沙;白坭水道;嵌套
摘要：用建立的珠江三角洲航道网一维水流模型提供边界,在局部考虑采用悬移质输运模块环境水动力学数学模型进行嵌套计算,对白坭水道整治工程前后的潮流进行计算,分析了整治工程前后的局部流场的变化情况.同时利用一维数模计算工程后水面线及河网主要节点流量和分流比的变化,从整体的角度分析工程对整个珠江三角洲流域的影响.。

曹娥江大闸围堰工程水流泥沙冲淤数值模拟计算

Ｃｍｍｉｅ，Ｓａｘｎ３０ｏｔｅｈｏｉｇ００，Ｃｉａ）ｔ１２ｈｎ
Ａｂｓｒｔ：Ｔｈｓｐａｒａｏｔｗｏｄｉｅｓｏａａｈｍａｉｄｍｏｅｏｉｅｏｎｅｉｎｒｎｐｒｔａｃｌｔｔａｃｉｐｅｄｐｓａｔ — ｍｎｉｎｌｍｔｅｔｃｄｌｆｒｒｖｒｆｗａｄｓｄｍｅｔｔａｓｏｔｏｃｌｕａｅｌａｄａａｙｅｔｅｒｖｒｓｏｒａｉｔｔｏｕｎｎｏｓｒｔｏｆｔｃｆｅｄｍｆＣａｅｎｎｌｚｈｉｅｃｕｎｄｓｌａｉｎｄｉｇｃｎｔｕｃｉｎｏｈｅｏｆｒａｏｏＲｉｅｌｏｇｔ．ＯｎｈｅｖｒＦｏｄａｅｔｂｓｓｏｅｉｃｔｏｎａｃａｉｎ．ｔｅｐｅｉｔｖｎｌｓｓｏｈｅｒｖｒｄｓｏａｉｆｖｒｆａｉｎａｄｃｌｕｌｔｏｉｈｒｄｃｉｅａａｙｅｆｔｉｅｂｅｃｕｒ＆ｓｌｔｏｎＣＵｒｔｃｉｎｉｔｉｎａｄＳＯｒｐｏｅｔａｏｎａｈｅｃｆｅｄｍｈｏｔａ，ａｆｃｅｙｔｅｎｒｏｎｆｔｅｃｏｓｓｃｉｎ，ｔｅｒｖｒｃａｎｌｓｃｉｎｏｈｏｅｅｒｔｏｆｒａｓｗｈｔｆｅｔｄｂｈａｒｗｉｇｏｈｒｓ — ｅｔｏｈｉｅｈｎｅｅｔｏｆｔｅＣａ
上，围堰工程附近河床冲淤和冲刷防护的预测分析表明，过流断面缩窄的影响，堰右侧的曹娥江河道断对受围面将产生冲刷；围堰上下游侧水域靠近曹娥江左岸处的泥沙有所淤积；围堰引起的泥沙冲淤量和冲淤范围变由化不大，局限在桑盆殿以下的曹娥江河道．算成果已为有关单位在设计施工中参考使用，施工期围堰堤仅计为角的冲刷防护提供了科学依据，为类似工程建设积累了经验．也

潮汐河口建闸后闸上江道冲淤变化分析——以曹娥江大闸为例

为丰水年冲、枯水年淤；而年内变化特征是洪水期冲、枯
水期淤。
根据曹娥江东沙埠水文站（１９８３年后上移至花山）统
计，曹娥江多年平均径流量为７７．３ｍ３／ｓ，具有山溪性河流洪枯悬殊的特点。
曹娥江河口潮汐为非正规半日潮，潮波传人钱塘江至曹娥江河口时已显著变形，涨潮历时一般为３．Ｏ０—４．Ｏ０ｈ，
高程变化图。分析可见：
（１）２００８年５月时大闸尚未完全建成，河１２１段仍有潮
水进出，在径流和潮流的相互作用以及由于河床易冲易淤的特性，使得曹娥江河床高程沿纵剖面呈 “ 中间高，两头低”分布，沙坎顶点位于花宫渡附近（汇联闸一带），河床
涨潮流速大于落潮流速，从而涨潮含沙量及输沙量远大于
段的上段修建了拦河节制闸上浦闸。上浦闸以上以径流作
用为主；上浦闸以下至口门受径流和潮流共同作用。
落潮，涨、落潮输沙量的比值一般达３— ４倍，河道以淤积为主。反之，当曹娥江上游径流量较大时，落潮流速增大，河道就会产生冲刷。因此，曹娥江河床年际变化特征表现
章宏伟，等：潮汐河１２１建闸后闸上江道冲淤变化分析含沙量较高，垂线平均含沙量一般在３．０ｋｅ，／ｍ３左右，最大
可达１０．０— ２０．０ｋｒ，／ｍ３。
２曹娥江河口及大闸枢纽工程概况
２．１建闸前水沙及河床演变特性

强冲积河流过程二维水沙耦合数值模拟

中国科学 G辑:物理学力学天文学 2008年第38卷第8期:962~972 《中国科学》杂志社SCIENCE IN CHINA PRESS强冲积河流过程二维水沙耦合数值模拟岳志远①, 曹志先①*, 李新②, 车涛②①武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室, 武汉 430072;②中国科学院寒区旱区环境与工程研究所, 兰州 730000*联系人, E-mail: zxcao@收稿日期: 2007-06-11; 接受日期: 2008-04-18国家重点基础研究发展计划(编号: 2007CB714106)、国家自然科学基金(批准号: 50459001)和中国科学院知识创新工程重要方向项目(编号: KZCX3-SW-357-02)资助摘要强冲积河流过程泥沙运动非常活跃、河床变形快, 与水流之间存在强烈的相互作用. 传统的基于简化控制方程的非耦合数学模型违背了基本守恒律, 只能近似地适用于弱冲积河流过程. 建立普遍适用于强、弱冲积过程的二维水沙耦合数学模型, 将现有对不可冲刷床面浅水二维流动的、可以捕捉激波和接触性间断的WAF TVD二阶数值方法扩展至可冲刷床面浅水二维水沙运动问题. 应用该耦合模型研究了典型冰湖溃决洪水过程. 关键词冲积河流洪水耦合数学模型泥沙运动冰湖溃决洪水近几十年发展了大量的冲积河流数学模型并被广泛应用于研究河流工程、环境、生态与灾害问题. 但是, 现有模型主要建立在水沙非耦合理论基础之上, 只能近似地适用于输沙强度小、河床变形很慢的弱冲积过程. 然而, 强冲积过程在自然界广泛存在, 其水流急剧变化, 往往诱发非常活跃的泥沙运动和快速河床变形. 高含沙洪水经常发生在中国的黄河以及孟加拉国和巴拉圭等国的一些多沙河流中, 其河床变形速率与水深变化率可能为同一数量级[1], 是一类典型的强冲积过程. 冲积河流大坝溃决(或拆除)洪水能量大, 必然诱发非常活跃的泥沙运动与显著河床变形1), 也是典型的强冲积过程(如1975年8月特大暴雨导致中国河南省板桥、石漫滩等水库大坝溃决). 冰湖溃决洪水(GLOF, glacier lake outburst flood)通常发生在高原地区陡峭坡面上[2~6], 水流强度大、侵蚀能力强, 可能急剧冲刷坡面, 诱发泥石流灾害, 伴随着全球气候变暖, 许多冰湖具有潜在的溃决危险[7], 构成一类典型的强冲积过程.强冲积过程水流、泥沙与床面之间存在强烈的相互作用, 传统的非耦合数学模拟理论忽略了其基本力学特征, 其简化的控制方程违背了流体力学守恒定律, 无法适用于强冲积过程. 因此, 需要建立基于完整守恒律和高性能数值格式的水沙耦合数学模拟理论. 国内有学者建立1) Zech Y, Spinewine B. Dam-break induced floods and sediment movement-state of the art and need for research. In: First Workshop of EU Project IMPACT. HR Wallingford, 2002962中国科学 G 辑: 物理学力学天文学 2008年第38卷第8期963非耦合数学模型以研究低水头堤岸溃决水沙过程[8,9], 但实质上这仍然局限于弱冲积过程. 近年有学者引入了原本为空气动力学问题而发展的激波捕捉数值方法用于研究不可冲刷床面(定床)溃坝洪水演进过程[10,11]. Cao 等人[12]建立了可冲刷床面(动床)一维水沙耦合数值模型, 清晰地描述了溃坝水流、泥沙及河床变化过程以及相互作用关系, 但局限于一维矩形断面情况. Simpson 和Castelltor [13]将Cao 等人[12]一维模型扩展至二维, 但其一阶数值格式对于强冲积过程是粗糙的. 本文建立二维水沙耦合数学模型, 将现有应用于定床浅水二维流动的、可以捕捉激波和接触性间断的WAF TVD 二阶数值方法扩展至动床浅水二维水沙运动问题, 运用非界面追踪的方法处理干湿边界. 应用该耦合模型研究了典型冰湖溃决洪水过程.1 数学模型1.1 控制方程二维浅水水沙耦合数学模型的基本控制方程包括完整的浑水质量守恒方程和动量守恒方程、泥沙连续方程和河床变形方程, 由流体力学基本守恒律推导[14]. 不失一般性, 这里忽略二阶紊动扩散项. 类似于一维模型[12], 控制方程可以整理成如下守恒形式:,t x y∂∂∂++=∂∂∂U F GS (1),h hu hv hc ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦U (2a)22/2,hu hu gh huv huc ⎡⎤⎢⎥+⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦F (2b)22,/2hv huv hv gh hvc ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥+⎢⎥⎢⎥⎣⎦G (2c)220()/(1)()()()()2(1,()()()()2(1s w bx x s w by y E D p ))gh E c gh S S xp D u gh E c gh S S y p E D ρρρρρρρρρρρρ−−D v ⎡⎤⎢⎥−−−∂⎢⎥−−−⎢⎥∂−⎢⎥=⎢⎥−−−∂−−−⎢⎥∂−⎢⎥⎢⎥−⎣⎦S (2d),1z D Et p∂−=∂− (3)岳志远等: 强冲积河流过程二维水沙耦合数值模拟964其中U 为守恒向量; F , G 为通量向量; S 为源项向量; t 为时间; x , y 为平面坐标; h 为水深; u , v 为x 和y 方向的深度平均流速; z 为河床高程; c 为体积含沙量; g 为重力加速度; S fx , S fy 为x 和y 方向的阻力坡度; p 为床面泥沙孔隙率; E 和D 为水流底部与河床交界面的泥沙上扬通量和泥沙沉降通量; ρ w 和ρ s 为清水和泥沙的密度, 分别取 1.0×103和 2.65×103 kg/m 3; ρ=(1)w c s c ρρ−+为水沙混合体密度; 0(1)w s p p ρρρ=+−为床沙饱和湿密度; S bx , S by 为x 和y 方向的河床底坡.1.2 封闭模式应用Manning 糙率n 计算阻力坡度:243x n S h =243y n S h =(4)泥沙沉降通量按下述公式计算:(5)(1),m a a D w c c =−这里w 为单颗粒泥沙在清水中的沉降速度; c a 为近床体积含沙量, 可以根据平均含沙量计算, 即,a c c α= ()min 2,(1)/p c α=−; 指数0.14.45m R −=, d 为泥沙颗粒直径, /,R ν≡ ν为清水运动黏性系数, 本文取1.1×10−6 m 2/s, /1s w s .ρρ=−对于床面剪切应力较小、水深较大及河床底坡较缓的弱冲积河流, 已经建立了许多泥沙上扬通量的经验公式. 本文研究GLOF 事件, 床面剪切应力很大、河床底坡陡峭, 并且在处理干湿边界问题中可能出现水深很小的情况. 从数值计算的稳定性考虑, 选择Zyserman 和Fredsoe [15] (ZF)公式以估计泥沙上扬通量:(1),0,m e e w c c E ⎧−⎪=⎨⎪⎩,,c c θθθθ<≥ (6a)1.751.750.15226(),0.460.331()c e c c θθθθ−=+− (6b)这里= Shields 参数; 2*/u sgd θ=c θ为临界起动Shields 参数; 为床面剪切流速. *u 2 数值方法这里将现有应用于定床浅水二维流动的WAF TVD 二阶数值方法[16,17]推广到动床二维水沙耦合问题, 简述如下.2.1 算子分裂法应用算子分裂法[16]离散方程(1): ,,1/2,1/2,,1/2,1/2()(p ki j i j i j i j i j i j t tx y+−+−ΔΔ=−−−−ΔΔU U F F G G ),, (7a)(7b)1,,,()k p pi j i j i j t +=+ΔU U S U 这里为时间步长; t Δx Δ和y Δ为空间步长; i 和j 为空间节点号; k 为时间节点号; p 为预报时中国科学 G 辑: 物理学力学天文学 2008年第38卷第8期965j 刻节点号; , 为x 和y 方向的数值通量.1/2,i j +F 1/2,i +G 河床变形方程(3)离散为,1,,().1p i j k k i ji jD E z z tp+−=+Δ− (8)2.2 数值通量如下介绍计算方程(7)中x 方向界面数值通量[16,17]1/2,i j +F ,计算过程(y 方向数值通量的计算与之类似).(9a)waf 1/2,,/2,1,god ,,,/2god 1,1,,/2(,)(),(),G G i j x t i j i j G k i j i j y t G k i j i j y t +Δ+Δ++Δ===F L U U U L U U L U 1/2,,1,1/2,111()sign()22N i ji j i j K K i j K c A +++==+−Δ∑()K F F F F , (9b)(9c)11/2,1/2,1/2,,i j i j i j ++++Δ=−()()()K K K F F F 1, 0,(1)21, 1K K K K K K r A c r r r ⎧⎪=−⎨−⎪+⎩≤≥0, (9d)11211, 0,, 0,i i K i iK i i K i iq q c q q r q q c q q −++++−⎧⎪−⎪=⎨−⎪⎪−⎩≤≥ (9e) 这里表示应用Godunov 一阶格式计算y 方向的中间守恒量, 时间步长取; god ,/2y t ΔL /2t Δwaf,/2x t ΔL 表示应用WAF TVD 方法确定x 方向的守恒量, 时间步长为t Δ; N 为通过该界面上的守恒区间数目; 1/2,j +Δ()K i F 为第K 个波两侧的数值通量差; 1/2,j +()K i F 为黎曼算子. K A 为限制函数; 对于q 值本文分别采用如下两种方案: v , c (y 方向取u , c , 该情况表示为RV)和h , c (RH)作为q , 并比较了其对数值结果的影响.在WAF TVD 方法中, 应用 HLLC 近似黎曼算子[16]来计算数值通量, 即**HLLC1/2,** , 0,, 0, , 0,, 0.L L L L i j R R R R S S S S S S +⎧⎪⎪=⎨⎪⎪⎩ ≤≤≤≤≤≥F F F F F ****()()L L L L L R R R R R S S ,,=+−=+−F F U U F F U U (10)这里为单元左侧和右侧的数值通量; 为中间守恒量.,(L RL R =F F U ,)*,L R UT,,*,,*,,,*1,,,,L R L RL RL R L R L R L R S u h S v S S⎛⎞−c ⎡⎤=⎜⎟⎣⎦⎜⎟−⎝⎠U (11)岳志远等: 强冲积河流过程二维水沙耦合数值模拟966其中为左、右和中间波波速, ,L S ,R S *S ,L R a,L L L L S u a q =−,R R R R S u a q =−*()(.()()L R R R R L L L R R R L L L S h u S S h u S S h u S h u S −−−=−−−) (12)类似于Sleigh 等人[18]和Hubbard 等人[19], 本文采用一种非界面追踪的方法[18,19]处理干湿边界. 通过上述处理, 模型在时间和空间上具有二阶精度, 其CFL 稳定性条件要求柯朗数Cr 满足(maxmaxmax /,/1,xyCr S t x S t y =ΔΔΔΔ≤)(13)其中,x S 分别为x 和y 方向波速.y S 3 模型性能验证应用上述耦合数学模型分别进行了定床、无阻力渠道溃坝洪水、复杂定床溃坝洪水和动床溃坝水沙过程的数值模拟试验, 与解析解或现有数值计算结果比较显示本文耦合模型具有较好的精度和适应复杂干湿边界的性能. 作为示例, 这里给出对动床溃坝水沙过程的计算结果。

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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二维定床和动床洪水数值模型的研究和应用的开题报告

二维定床和动床洪水数值模型的研究和应用的开题报告一、研究背景和意义洪水是自然界中普遍的自然灾害之一，不仅对人们的生命和财产造成极大威胁，还威胁城市基础设施和环境的稳定运营。

因此，如何准确预测和评估洪水的发生和影响，已经成为城市防洪和水资源管理的重要研究课题。

目前，二维定床和动床洪水数值模型已成为解决此问题的基本手段和工具。

利用该模型不仅可以预测洪水位置、深度和速度等参数，还可以评估水流对各类结构物的影响，针对不同情况进行洪水防御和治理措施的设计和调整。

二、研究内容和目标本文将基于二维定床和动床洪水数值模型，围绕城市洪水预测和防御这一主题，开展相关研究。

具体研究内容包括：1.通过对已有二维定床和动床洪水数值模型参数和系统算法的分析和评估，优化和改进相应的模型设计；2.通过选择适当的实验场地，建立细致的实际环境模型，并进行洪水数值模拟和实验分析，获得相关数据和结果；3.通过对模拟数据和实测数据的比对，验证模型的准确性和可靠性，为决策提供依据，并对模型的不足和问题提出相应建议和改进措施。

三、研究方法和步骤本文研究采用定量分析和实验模拟相结合的方法，四步走的研究流程如下：1. 模型分析和设计：对已有的二维定床和动床洪水数值模型进行梳理和评估，并针对其中存在的问题和挑战，进行相应的设计和改进。

2. 场地选择和资料采集：选择适当的实验场地，并进行细致的环境调查和数据采集，为后续的实验模拟和数值模拟提供依据。

3. 数值模拟和实验模拟：通过建立相应的模型，进行洪水数值模拟和实验模拟，获得相关数据和结果。

4. 结果分析和模型改善：对模拟数据和实测数据进行分析和比对，验证模型的准确性和可靠性，在此基础上提出相应的模型改进建议。

四、预期成果和应用价值本文预期实现的主要成果包括：1.梳理和评估现有二维定床和动床洪水数值模型，为后续的模型改进提供依据；2.基于数值模拟和实验模拟，获得一个准确、可靠的城市洪水预测和防御模型；3.通过研究成果，提出相应的洪水防御和治理方案，为城市防洪工作提供依据和指导。

平面二维全沙泥沙输移数学模型及其应用

平面二维全沙泥沙输移数学模型及其应用
方红卫;王光谦
【期刊名称】《应用基础与工程科学学报》
【年(卷),期】2000(8)2
【摘要】研究了平面二维全沙泥沙输移 (悬移质泥沙和推移质泥沙 )的数学模型及其应用 .文中对比了国内外常用模型的特点 ,结合笔者在平面二维全沙泥沙输移数学模型中的计算经验 ,分析各自模型的差异 ,特别是针对模型的数值计算方法及湍流模型的应用进行分析和说明 ,在此基础上建立平面二维全沙泥沙输移数学模型SFST- 2 D.并将该模型分别应用于长江三峡工程坝区泥沙计算、波迪
【总页数】14页(P165-178)
【关键词】平面二维;泥沙输移;悬移质泥沙;推移质泥沙;淤积;坝区;冲刷;湍流模型;数值计算方法
【作者】方红卫;王光谦
【作者单位】清华大学水利水电工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TV142;O242.1
【相关文献】
1.考虑环流横向输沙及河岸变形的平面二维扩展数学模型 [J], 钟德钰;张红武
2.平面二维悬沙输移扩散模式在航道整治工程环境影响评价中的应用 [J], 王大魁
3.垂向二维悬沙输移有限元数学模型 [J], 李世森;李国杰;蔡惊涛
4.平面二维泥沙输移模型及其应用 [J], 夏雪瑾;高程程
5.移动坐标下考虑弯道横向输沙及河岸变形的平面二维数学模型 [J], 闫立艳;张小峰;段光磊;吴亚敏
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Ｃａｏ ’ ｅＲｉｖｅｒ
．
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ），２０１３，４０（４）：４５６ — ４６２
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｅｓｔｕａｒｙｆｌｏｏｄｇａｔｅｏｆＣａｏ ’ ｅＲｉｖｅｒｗａｓｃｏｍｐｌｅｔｅｄａｎｄｓｔａｒｔｅｄｔＯｔｒｉａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｔＯｂｌｏｃｋｔｈｅｔｉｄｅｏｆＱｉａｎ
第４Ｏ卷第４期２Ｏ１３年７月
浙江大学学报（理学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｏｕｒｎａｌｓ．ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ／ｓｃｉ
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词：二维动床；单向冲刷；曹娥江；数值模拟
文献标志码：Ａ文章编号：１００８ — ９４９７（２０１３）０４ — ４５６ — ０７
中图分类号：Ｐ７３１．２１
ＦＵＬｉ — ｈｕｉ，ＺＨＡＮＧＨｏｎｇ－ｗｅｉ，ＨＵＡＮＧＦａｎｇ，ＫＡＮＧＹｉｎｇ（ＺｈｅｊｉａｎｇＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏＪＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ
ＴａｎｇＲｉｖｅｒａｔｔｈｅｅｎｄｏｆ２００８．Ｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｓｔｕａｒｙｆｌｏｏｄｇａｔｅｉｓｂａｓｅｄｏｎａｓｅｌｆ－ｃｌｅａｎｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ：ｔｈｅｆｌｏｏｄｇａｔｅｏｐｅｎｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｆｌｏｏｄｐｅｒｉｏｄＳＯｔｈａｔｔｈｅｓｅｄｉｍｅｎｔｄｅｐｏｓｉｔｅｄｏｎｔｈｅｒｉｖｅｒｂｅｄｉｓｇｒａｄｕａｌｌｙｓｃ利辉，章宏伟，黄防，康瑛
（浙江省水利水电勘测设计院，浙江杭州３１０００２）
摘要：２００８年底曹娥江河口大闸建成并开始试运行，大闸的兴建阻挡了钱塘江潮流的上朔．平时大闸关闸挡潮，阻挡外海泥沙进入上游江道；洪水期开闸放水，逐步带出建闸前淤积在河床上的泥沙．闸上江道的冲淤特性由建闸
ａｎｄＨｙｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１０００２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｖａｂｌｅ－ｂｅｄｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｔｏｔｈｅｓｉｎｇｌｅ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｅｒｏｓｉｏｎｒｉｖｅｒ：ａｃａｓｅｓｔｕｄｙｏｆ
Ｖ０Ｊ１．４０Ｎｏ．４
ｕ１．２０１３
ＤＯＩ：１０．３７８５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８ — ９４９７．２０１３．０４．０１９
二维动床泥沙数学模型在 “ 单向冲刷＂江道中的应用
ｆｌｏｏｄ；ｔｈｅｎｔｈｅｆｌｏｏｄｇａｔｅｃｌｏｓｅｓｔＯｐｒｅｖｅｎｔｔｈｅｓｅｄｉｍｅｎｔｓｓｉｌｔｉｎｇ — ｕｐｔｈｅｕｐｓｔｒｅａｍｄｕｒｉｎｇｔｈｅｏｔｈｅｒｐｅｒｉｏｄ．Ｉｎｔｈｉｓｓｉｔ —
前的“ 洪冲枯淤” 转变为建闸后的“ 单向冲刷 ” ，泥沙运动规律的改变将会加剧水流对两岸防洪堤的冲刷，也会对沿
江涉水工程（如跨江大桥）的安全造成不同程度的影响．应用二维动床泥沙数学模型，考虑曹娥江大闸调度原则，并按水文年（１９６２～２００５年）重演方式，对建闸后闸上江道冲淤演变情况进行了长系列反演计算，同时对堤防可能的险工险段及河床最大冲深进行了预测，可供相关部门和单位在工程设计、施工过程中参考使用．