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基于σ坐标变换和水位函数法的立面二维水动力学模型 被引量:3
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作者 孙先 杨文俊 王国栋 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2012年第7期6-9,26,共5页
根据近年来计算水力学在计算方法上的最新成果,提出了一种用于计算水流运动沿水深方向变化动水压力条件下的立面二维水动力学模型。模型中,采用基于Boussinesq假定的不可压缩牛顿流体的Navier-stokes方程作为控制方程,并对其做σ坐标变... 根据近年来计算水力学在计算方法上的最新成果,提出了一种用于计算水流运动沿水深方向变化动水压力条件下的立面二维水动力学模型。模型中,采用基于Boussinesq假定的不可压缩牛顿流体的Navier-stokes方程作为控制方程,并对其做σ坐标变换,简化了计算区域。数值方法上,通过有限差分法离散控制方程,采用矩形交错网格,利用水位函数法求解自由水面流动,通过分步解法在交错网格上求解速度项和动水压力项。用该模型模拟了微幅波运动,并对模型计算结果与微幅波运动解析解进行比较,结果表明该立面二维水动力学模型具有良好的精度。 展开更多
关键词 立面二维水动力学模型 σ坐标变换 位函数法
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基于二维水动力学模型的洪水演进数值模拟 被引量:2
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作者 刘海娇 苑希民 +1 位作者 杨敏 李其梁 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2013年第B01期89-91,128,共4页
蓄滞洪区内的洪水具有明显的二维特性。现从二维洪水演进模型的基本原理、数值求解、实例分析、模型的验证等方面进行了论述。该模型由前人采用fortran自行开发的基础上进行修改和调试。模型结合显式有限差分法和有限体积法的优点,划... 蓄滞洪区内的洪水具有明显的二维特性。现从二维洪水演进模型的基本原理、数值求解、实例分析、模型的验证等方面进行了论述。该模型由前人采用fortran自行开发的基础上进行修改和调试。模型结合显式有限差分法和有限体积法的优点,划分的网格在计算域复杂的几何形状处理方面有极大的灵活性。该模型可模拟洪水的淹没水深、淹没历时、洪水流速、洪水最大水深、洪水前锋到达时间等。模型中引入通道的概念,通道被划分为多种类型,不同类型通道的计算对应不同的程序代码。以贾口洼蓄滞洪区为例,开展蓄滞洪区淹没情况模拟计算。通过对1954年历史洪水的模拟,验证了该模型的可行性。有关成果为蓄滞洪区防洪减灾与应急管理提供技术支持,同时为相关领域的洪水风险分析和评价等提供借鉴。 展开更多
关键词 二维水动力学模型 蓄滞洪区 演进 历史洪 模型验证
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基于二维水动力学模型的阿什河河道整治研究 被引量:3
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作者 尹雄锐 王晓妮 关见朝 《人民黄河》 CAS 北大核心 2022年第S02期47-48,51,共3页
阿什河是松花江右岸一级支流,由于历史原因,阿城区以下河道内情况复杂,各种侵占河道的现象十分普遍,导致河道阻塞、行洪不畅,严重影响防洪安全。为恢复河道行洪能力,本文利用二维水动力学模型对阿什河洪水进行模拟分析,结果表明,由于局... 阿什河是松花江右岸一级支流,由于历史原因,阿城区以下河道内情况复杂,各种侵占河道的现象十分普遍,导致河道阻塞、行洪不畅,严重影响防洪安全。为恢复河道行洪能力,本文利用二维水动力学模型对阿什河洪水进行模拟分析,结果表明,由于局部河道淤积严重,现状水面线较2013年地形的水面线大幅抬高,特别是哈同桥附近偏高1.5 m (P=1%),河道内阻水情况非常严重。通过对比分析河槽疏浚整治方案实施效果,提出河道整治措施。 展开更多
关键词 阿什河 二维水动力学模型 行洪能力 河道整治
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基于TVD隐格式的二维水动力学模型在蓄滞洪区洪水淹没模拟中的应用研究 被引量:2
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作者 李春红 徐青 +2 位作者 周元斌 吉庆伟 向小华 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 2019年第3期65-71,共7页
蓄滞洪区淹没涉及大量的人员和财产损失。为更科学、有效地利用蓄滞洪区,降低灾害损失,需要模拟计算不同进洪方式下的淹没情况,为此建立了基于TVD隐格式的黄墩湖蓄滞洪区二维水动力学模型,完成了4种组合进洪方式下的洪水演进模拟。结果... 蓄滞洪区淹没涉及大量的人员和财产损失。为更科学、有效地利用蓄滞洪区,降低灾害损失,需要模拟计算不同进洪方式下的淹没情况,为此建立了基于TVD隐格式的黄墩湖蓄滞洪区二维水动力学模型,完成了4种组合进洪方式下的洪水演进模拟。结果表明,该方法可有效计算蓄滞洪区洪水演进过程,进而分析淹没水深、淹没区域以及骆马湖水位的变化过程。将洪水淹没模拟结果辅以蓄滞洪区的人口、经济分布,可有效计算不同进洪方式下的人民经济财产损失,进而为制定科学合理的进洪方式和应急预案提供可靠的数据支持。 展开更多
关键词 蓄滞洪区 TVD隐格式 二维水动力学模型 进洪 淹没模拟
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二维水动力学洪水风险分析平台设计与研发 被引量:4
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作者 马建明 陆吉康 +1 位作者 张念强 兰翔 《中国水利水电科学研究院学报》 2009年第1期21-27,共7页
在已有大量研究成果的基础上,结合全国洪水风险图编制试点,基于.Net平台,利用最新软件技术及面向对象方法,研发了二维洪水演进模拟的洪水风险分析平台。洪水风险分析平台统一设计了网格对象模型,在非结构网格有限体积计算方法、网格自... 在已有大量研究成果的基础上,结合全国洪水风险图编制试点,基于.Net平台,利用最新软件技术及面向对象方法,研发了二维洪水演进模拟的洪水风险分析平台。洪水风险分析平台统一设计了网格对象模型,在非结构网格有限体积计算方法、网格自动生成、GIS数据接口、大容量计算网格的展示与用户交互、用户编程接口等关键技术方面进行了探索和研发。研发的平台初步应用于沂河左堤洪水风险图编制试点,对江河堤防(段)洪水风险图编制进行了有益的探索。 展开更多
关键词 二维水动力学模型 风险图 平台 网格对象模型
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基于时空动态耦合的漫滩、溃堤与防洪保护区洪水联算二维模型 被引量:4
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作者 王秀杰 王丽娜 +1 位作者 田福昌 苑希民 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2015年第6期57-63,共7页
河道洪水的漫滩、溃堤及其在防洪保护区的耦合计算一直是数学模拟模型中的重点和难点。基于Navier-Stokes二维浅水方程,通过河道水位比较确定任意时刻水流流向、流量及动量的交换,并根据溃口展宽变化确定耦合节点和接口宽度,进行河道与... 河道洪水的漫滩、溃堤及其在防洪保护区的耦合计算一直是数学模拟模型中的重点和难点。基于Navier-Stokes二维浅水方程,通过河道水位比较确定任意时刻水流流向、流量及动量的交换,并根据溃口展宽变化确定耦合节点和接口宽度,进行河道与防洪保护区的无缝连接,从而实现了漫滩、溃堤与防洪保护区洪水的时空动态耦合计算。基于DEM、遥感影像和实测断面的地形数据资料,提出了河道数字地形获取改进技术,同时利用热启动技术解决了溃口形状变动问题。通过实例研究表明,该模型可实现二维宽浅河道漫滩、溃堤和防洪保护区及其任意组合的洪水仿真。计算结果合理、可靠,供相关部门参考。 展开更多
关键词 溃堤洪 防洪保护区 二维水动力学模型 动态耦合 河道数字地形 热启动
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赣江万安水库下游河床变形二维数学模型研究 被引量:4
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作者 韦直林 罗春 王运辉 《广西大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2001年第4期308-310,共3页
利用平面二维数学模型对赣江万安水库下游河道进行模拟分析 。
关键词 数学模型 万安 赣江 河床变形 平面非恒定非饱和输沙动力学模型 河道演变
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二维水流数值模拟系统研制与应用 被引量:3
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作者 汪荣胜 宋立松 +1 位作者 张泽锋 潘存鸿 《水电能源科学》 北大核心 2010年第10期118-121,共4页
基于C/S架构,采用无结构网格的二维水动力学模型,利用KFVS格式求解,研制了具有网格生成、浏览及编辑、模型计算、计算结果显示等功能的二维水流数值模拟系统。实例结果表明,该系统稳定、可视化程度高、实用、运行有效、操作方便快捷。
关键词 数值模拟系统 研制与应用 NUMERICAL Simulation 二维水动力学模型 无结构网格 系统稳定 网格生成 模型计算 计算结果 C/S架构 可视化 运行 求解 功能 格式 操作 编辑
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CN-SWE2D模型构建及门头沟小流域暴雨山洪模拟研究
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作者 吴婧 阚光远 +3 位作者 马建明 何胜男 杜龙刚 张煜萨 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期515-527,共13页
为了提升暴雨山洪数值模拟的精度与性能,本文将基于径流曲线数方法的水文产流计算模块(SCS-CN)与基于GPU加速的二维水动力汇流计算模块(SWE2D)相耦合,构建了水文水动力耦合模型(CN-SWE2D)。将CN-SWE2D模型应用于“23.7”特大洪水北京市... 为了提升暴雨山洪数值模拟的精度与性能,本文将基于径流曲线数方法的水文产流计算模块(SCS-CN)与基于GPU加速的二维水动力汇流计算模块(SWE2D)相耦合,构建了水文水动力耦合模型(CN-SWE2D)。将CN-SWE2D模型应用于“23.7”特大洪水北京市门头沟小流域暴雨山洪数值模拟,模拟结果显示,灾害淹没面积达1.31 km2,占流域面积的6.25%。洪泛区沿河岸分布,淹没水深大于2 m的严重淹没面积约为0.02 km2。本次洪灾径流系数0.69,出口流量峰值404 m3/s,超过50年一遇设计洪水标准。计算结果与观测数据的进一步比对表明,门头沟小流域遭遇了严重的洪水灾害。本文提出的CN-SWE2D模型实现了从降雨产流到洪水淹没的全过程高性能精细化数值模拟,模拟结果提供了丰富的水力要素信息,模拟结果不仅能够有效反映实际的洪水过程,还能为防洪减灾工作提供有力的技术支撑。 展开更多
关键词 “23.7”特大洪 小流域暴雨山洪 SCS-CN 二维水动力学模型 GPU并行计算 动力耦合模型
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地表及管网互馈联合的城市内涝模拟模型——以江苏省响水县中心城区为例 被引量:5
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作者 郑恺原 李虹彬 +2 位作者 向小华 任嘉欣 陈颖悟 《人民长江》 北大核心 2020年第S01期10-15,34,共7页
针对江苏省盐城市响水县中心城区短时强降雨导致的城区内涝问题,联合二维水动力学模型与SWMM模型,构建了地表及管网双向互馈的响水县城内涝模拟模型。使用该联合模型对区域内1,5,10 a一遇暴雨重现期下的内涝淹没范围、淹没水深、淹没历... 针对江苏省盐城市响水县中心城区短时强降雨导致的城区内涝问题,联合二维水动力学模型与SWMM模型,构建了地表及管网双向互馈的响水县城内涝模拟模型。使用该联合模型对区域内1,5,10 a一遇暴雨重现期下的内涝淹没范围、淹没水深、淹没历时进行模拟分析,并采用当地2012年"8·10"大暴雨导致的内涝过程来验证模型精度;综合考虑多项指标构建内涝风险评估体系,并绘制成内涝风险图辅助进行防灾预警。结果表明:5个易涝点实地调查水深与模拟水深差距范围在0.04~0.23 m之间,平均水深相对误差为19.3%,模拟所得值基本能够反映易涝点的淹没情况。该模型可初步应用于响水县城的内涝过程模拟,在防内涝设计、城市内涝预测及治理等方面具有一定的实用价值。 展开更多
关键词 城市内涝 双向互馈 联合模型 SWMM 二维水动力学模型 内涝风险图
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城镇化背景下中小流域洪水风险研究——以厦门市东西溪流域为例 被引量:2
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作者 项捷 许有鹏 +3 位作者 杨洁 李广 王跃峰 邓晓军 《水土保持通报》 CSCD 2016年第2期283-287,共5页
[目的]以厦门市东西溪流域为例,对城镇化背景下中小流域洪水风险进行评价和研究,为该区有效实施防洪减灾措施提供参考依据。[方法]以GIS空间分析作支持,将暴雨洪水频率分析与平原区洪水淹没模拟计算相结合,基于MIKE21平面二维水动力学... [目的]以厦门市东西溪流域为例,对城镇化背景下中小流域洪水风险进行评价和研究,为该区有效实施防洪减灾措施提供参考依据。[方法]以GIS空间分析作支持,将暴雨洪水频率分析与平原区洪水淹没模拟计算相结合,基于MIKE21平面二维水动力学模型进行洪水风险分析,对研究区洪水风险程度以及淹没状况进行模拟计算。[结果]绘制出厦门市东西溪流域动态洪水风险图,并根据洪水淹没区内的土地利用等因素的变化等实际情况,调整不同频率洪水淹没范围,实现东西溪流域洪水风险图的实时动态更新。[结论]研究区洪灾风险主要分布在东溪、西溪、汀溪等主干流河段,总体上呈现随着洪水重现期增大,灾害风险由上游向下游,由近岸向远岸不断扩大的趋势。 展开更多
关键词 风险 二维水动力学模型 淹没模拟 风险图 东西溪流域 厦门市
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基于栅格DEM的沙兰河流域河网提取及局地暴雨洪水模拟 被引量:7
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作者 李翀 陆吉康 叶柏生 《中国水利水电科学研究院学报》 2005年第3期161-167,共7页
本文基于美国Global Land Cover Facility(GLCF)的全球90m精度的DEM数据源,采用作者开发的DEM凹陷区域识别与处理、河网自动生成与流域划分软件,提取了黑龙江省沙兰镇以上沙兰河流域河网相关信息。同时结合沙兰河暴雨洪水的相关报道,采... 本文基于美国Global Land Cover Facility(GLCF)的全球90m精度的DEM数据源,采用作者开发的DEM凹陷区域识别与处理、河网自动生成与流域划分软件,提取了黑龙江省沙兰镇以上沙兰河流域河网相关信息。同时结合沙兰河暴雨洪水的相关报道,采用内含简化水文过程的二维水动力学模型,直接用假设的降水过程作为输入,估算了沙兰河流域局地暴雨的洪水过程与低洼地的洪水淹没过程。结果表明,从公开的高分辨率全球DEM数据自动提取指定流域信息,并利用降雨数据作为模型输入,采用上述模型,可以为山洪灾害防治分析提供有力的技术工具和手段。 展开更多
关键词 DEM 河网提取 二维水动力学模型 局地暴雨 山洪灾害
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洪水风险快速分析技术方法研究进展 被引量:8
13
作者 苑希民 贾帅静 +1 位作者 田福昌 徐浩田 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2018年第7期62-70,共9页
在防汛应急管理中,由于水情的复杂性和多变性,洪水风险分析方案存在不确定性和时变性,针对变化的水雨情数据对洪水风险要素进行快速分析是降低洪灾损失的有效手段。总结可用于洪水风险快速分析的各类技术与方法,通过梳理不同建模方式和... 在防汛应急管理中,由于水情的复杂性和多变性,洪水风险分析方案存在不确定性和时变性,针对变化的水雨情数据对洪水风险要素进行快速分析是降低洪灾损失的有效手段。总结可用于洪水风险快速分析的各类技术与方法,通过梳理不同建模方式和风险要素识别模式,对洪水风险快速分析技术方法的原理展开了研究。在此基础上,对比分析了各类方法的优势和局限性,并对其技术特点和适用条件进行了深入探讨。最后,对洪水风险快速分析方法的应用前景进行了展望。分析认为:常用的水面高程推算法和水动力模型法仍有重要利用价值;基于元胞自动机思想的建模方法值得进一步研究和推广应用;基于遥感与GIS技术的淹没分析为大范围洪水灾情的快速评估提供了高效的技术手段。 展开更多
关键词 风险分析 快速计算 智能优化算法 遥感快速识别 重点防洪保护区 蓄滞洪区 演进路径 二维水动力学模型
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十三围防洪保护区洪水风险分析 被引量:1
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作者 牛帅 刘永志 崔信民 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2020年第1期56-60,共5页
十三围防洪保护区位于珠江河网区域的西江和北江交汇后的西江右岸,西江洪水峰高量大,洪水威胁严重,进行洪水风险分析十分必要。考虑到珠江河网区域水流运动复杂,基于一维水动力学模型构建了珠江河网一维模型,并根据历史洪水资料验证了... 十三围防洪保护区位于珠江河网区域的西江和北江交汇后的西江右岸,西江洪水峰高量大,洪水威胁严重,进行洪水风险分析十分必要。考虑到珠江河网区域水流运动复杂,基于一维水动力学模型构建了珠江河网一维模型,并根据历史洪水资料验证了模型的可靠性。为了反映保护区内的河道、堤防、道路等对洪水传播的影响,采用精细化的非结构网格构建了十三围保护区二维水动力学模型进行洪水演进模拟。通过一、二维耦合模型,分别对江根段、西头窦段溃口进行了西江50,100,200 a一遇设计洪水下的洪水淹没方案计算,并对计算成果进行了合理性分析,包括水量平衡分析、局部流场分析、溃口流量水位过程分析等。结合社会经济数据进行了受淹面积、受影响人口、淹没损失等方面的洪水影响分析,可为防汛抢险、避洪转移等提供重要信息参考。 展开更多
关键词 风险分析 十三围防洪保护区 河网一模型 二维水动力学模型 溃堤
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涪江通口河流域河网提取及唐家山溃流洪水模拟分析
15
作者 李翀 陆吉康 《中国水利水电科学研究院学报》 2009年第1期1-6,共6页
基于美国Global Land Cover Facility(GLCF)的2004.3 Arc Second SRTM Elevation全球90m精度的DEM数据源,采用作者开发的DEM凹陷区域识别与处理、河网自动生成与流域划分软件,提取了四川省唐家山堰塞湖所在涪江通口河流域河网相关信息... 基于美国Global Land Cover Facility(GLCF)的2004.3 Arc Second SRTM Elevation全球90m精度的DEM数据源,采用作者开发的DEM凹陷区域识别与处理、河网自动生成与流域划分软件,提取了四川省唐家山堰塞湖所在涪江通口河流域河网相关信息。采用具有高分辨率及高稳定性能格式精度的二维水动力学模型,将两种估算的唐家山堰塞湖溃决流量过程作为输入,估算了唐家山堰塞湖以下涪江通口河流域的洪水过程与低洼地的洪水淹没过程。结果表明,从公开的高分辨率全球DEM数据自动提取指定流域信息,采用二维水动力学模型模拟流域尺度突发洪水淹没过程的模型系统,可以快速、便捷地模拟不同流域的洪水演进过程,可为国家的洪水灾害防治分析提供实用和可靠的技术工具和手段。 展开更多
关键词 DEM 河网提取 二维水动力学模型 灾害 唐家山
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肇庆市大旺第一水厂一级抽水泵站防洪方案比较
16
作者 黄兆玮 陈刚 +2 位作者 刘霞 梁海涛 徐辉荣 《电网与清洁能源》 2006年第S1期93-97,共5页
肇庆市大旺第一水厂一级抽水泵站工程的泵房建于大旺围外河道滩地内,为满足堤围防洪需要,提出把泵房向河道方向移出的修改方案,方案修改后阻流面积增大,但上游壅水水位的基本不变,泵站处跌水略增。方案修改后更利于堤围安全。
关键词 肇庆大旺第一厂一级抽泵站 防洪 一、耦合动力学数学模型
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富水干流下游洪水风险图编制 被引量:3
17
作者 何娟 阮鹏高 +2 位作者 董苇 范杨臻 丁俊芝 《人民长江》 北大核心 2018年第S1期20-25,共6页
中小流域洪水分析资料匮乏且流域控制性水利工程较多,因此中小流域设计洪水过程推求及洪水分析方案的概化相对复杂。以富水干流下游洪水风险分析为例,通过综合分析富水下游洪灾成因及典型洪水、流域控制性水利工程调度方案、水利工程现... 中小流域洪水分析资料匮乏且流域控制性水利工程较多,因此中小流域设计洪水过程推求及洪水分析方案的概化相对复杂。以富水干流下游洪水风险分析为例,通过综合分析富水下游洪灾成因及典型洪水、流域控制性水利工程调度方案、水利工程现状防洪能力等因素确定富水下游洪水分析方案。采用水文分析计算方法推求富水下游设计洪水过程;采用一、二维耦合水动力学模型进行洪水分析计算;结合富水下游土地利用状况,进行了灾情分析和损失评估;根据淹没水深与到达时间计算结果,将风险信息添加到地图上,最终编制完成富水下游洪水风险图。 展开更多
关键词 风险图 中小流域 降雨径流经验相关图法 一、耦合动力学模型
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