移动坐标下平面二维水沙模型的建立

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作者 闵志华 邹朝望 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2013年第10期132-135,共4页

由于游荡型河道河岸变形尺度远小于河宽尺度,给计算带来了不便。通过讨论在正交曲线贴体坐标下建立平面二维水沙数学模型,以实例进行模拟分析,引入移动坐标技术,使得计算区域的网格随河岸后退而移动,从而可以较好地解决河岸变形尺度与... 由于游荡型河道河岸变形尺度远小于河宽尺度,给计算带来了不便。通过讨论在正交曲线贴体坐标下建立平面二维水沙数学模型,以实例进行模拟分析,引入移动坐标技术,使得计算区域的网格随河岸后退而移动,从而可以较好地解决河岸变形尺度与河岸尺度不匹配的问题。 展开更多

关键词 游荡型河道 贴体坐标 二维水沙模型 离散方程

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长江中游急弯段二维水沙数学模型及应用 被引量：2

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作者 刘鑫 夏军强 +1 位作者 邓珊珊 周美蓉 《湖泊科学》 北大核心 2025年第3期1011-1023,共13页

深入研究急弯段水沙输移及河床变形的数值模拟方法,能为长江中游河段河势预测提供技术支撑,具有重要意义。本文在基于单元中心格式有限体积法的二维水沙数学模型基础上,考虑整治工程和二次流的影响,构建了适用于急弯段的二维水沙数学模... 深入研究急弯段水沙输移及河床变形的数值模拟方法,能为长江中游河段河势预测提供技术支撑,具有重要意义。本文在基于单元中心格式有限体积法的二维水沙数学模型基础上,考虑整治工程和二次流的影响,构建了适用于急弯段的二维水沙数学模型。将改进后的模型应用于长江中游监利—城陵矶河段。本研究主要结论如下:(i)考虑整治工程影响时对计算河段中有工程的区域进行节点代码标记,计算过程中有整治工程且前期模拟未形成可冲层的区域不发生冲刷,考虑二次流修正时计算了扩散应力项,用于反映二次流对垂线平均流速横向分布的影响;(ⅱ)采用2014年和2018年监利—城陵矶河段的实测水沙及地形资料对模型进行率定及验证,计算结果表明:广兴洲站水位过程的纳什效率系数在0.97以上,且急弯段典型断面水深、垂线平均流速及含沙量横向分布的计算值与实测值符合较好,故改进后的模型可以较准确地模拟急弯段水沙输移过程;(ⅲ)下荆江急弯段弯顶上游的主流线偏靠凸岸,在弯顶下游才向凹岸摆动,比已有研究报道的急弯段的主流摆动过程更滞后,且观音洲弯道凹岸弯顶上游和凸岸弯顶下游均存在回流区。七弓岭和观音洲弯道含沙量均呈现凸岸高于凹岸的特点,且河床总体呈现凸冲凹淤的特点。 展开更多

关键词 二维水沙模型 整治工程 二次流 急弯段 长江中游

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干湿边界的斜对角笛卡尔方法在平面二维水沙数学模型中的应用 被引量：13

3

作者 刘斌 方红卫 段杰辉 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2006年第2期37-45,共9页

复杂边界,尤其是发生干湿变化的动边界,一直是二维水沙数学模型计算的难点,也是控制计算收敛和精度的关键。本文主要介绍在二维浅水方程和泥沙数学模型中采用斜对角笛卡尔方法结合干湿边界点的变化来处理复杂边界问题,并将这一方法应用... 复杂边界,尤其是发生干湿变化的动边界,一直是二维水沙数学模型计算的难点,也是控制计算收敛和精度的关键。本文主要介绍在二维浅水方程和泥沙数学模型中采用斜对角笛卡尔方法结合干湿边界点的变化来处理复杂边界问题,并将这一方法应用到北京首都国际机场扩建工程跑道高程设计和华能丹东电厂海水蓄水库泥沙淤积的模型计算中。计算表明,该方法拟合精细、处理简单、计算高效,与实测结果吻合较好。 展开更多

关键词 干湿边界 斜对角笛卡尔方法 二维水沙数学模型

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基于GIS的黄河下游二维水沙数学模型水沙构件设计 被引量：3

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作者 朱庆平 芮孝芳 +2 位作者 杨明 韩巧兰 王艳平 《人民黄河》 CAS 北大核心 2005年第3期44-46,共3页

基于无结构网格的FVM方法离散微分方程,采用Osher及LSS格式计算对流通量,通过高斯积分求扩散项中控制体形心处的梯度矢量,预测、校正二步格式求解方程组,保证了水流计算格式的解具有良好的物理基础,符合解的特征构造,具有守恒性、逆风... 基于无结构网格的FVM方法离散微分方程,采用Osher及LSS格式计算对流通量,通过高斯积分求扩散项中控制体形心处的梯度矢量,预测、校正二步格式求解方程组,保证了水流计算格式的解具有良好的物理基础,符合解的特征构造,具有守恒性、逆风性、单调保持性。利用实测资料对非均匀沙沉速、分组沙挟沙力、紊动黏滞性系数计算公式等进行了适应性分析,综合确定了适应于高含沙水流的计算模式和方法。 展开更多

关键词 无结构网格 有限体积法 Osher格式 高斯积分 分组挟沙力 GIS 二维水沙数学模型 黄河下游

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河道二维水沙数学模型及流场动态显示初探 被引量：2

5

作者 董壮 陆永军 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2003年第2期32-38,共7页

作者简述了正交贴体坐标系下河道二维水沙数学模型的基本方程、边界条件、动边界技术及数值计算方法 ,应用北江下游水流及河床变形资料对模型进行了验证 ;采用VisualBasic 5 0进行了流场动态显示的初步探讨。此外 。

关键词 河道二维水沙数学模型 正交贴体坐标系 边界条件 数值计算 悬移质 推移质 动态显示

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水洞沟水库水沙运动二维数值模拟研究 被引量：1

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作者 杨程 李春光 +1 位作者 景何仿 吕岁菊 《人民黄河》 CAS 北大核心 2013年第5期21-24,共4页

以水洞沟水库水沙运动为研究对象,利用二维水沙运动数学模型,使用非结构网格对计算区域进行了网格划分,采用有限体积法对水洞沟水库水沙运动进行了数值模拟,并与实测结果进行了对比分析,然后对两种设计供水工况下的水沙运动进行了数值... 以水洞沟水库水沙运动为研究对象,利用二维水沙运动数学模型,使用非结构网格对计算区域进行了网格划分,采用有限体积法对水洞沟水库水沙运动进行了数值模拟,并与实测结果进行了对比分析,然后对两种设计供水工况下的水沙运动进行了数值模拟。结果表明:①所建立的二维水沙模型是合理的,能够较为精确地模拟水洞沟水库水沙的二维运动;②断面垂线平均流速、库底变形的模拟值和实测值较为一致,说明非结构网格有限体积法是适用的。 展开更多

关键词 非结构网格 有限体积法 二维水沙模型 数值模拟 水沙运动 水洞沟水库

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南水北调安阳河段倒虹吸水沙二维数值模拟 被引量：4

7

作者 王勤香 潘继顺 王鹏涛 《人民黄河》 CAS 北大核心 2010年第9期120-122,共3页

南水北调中线总干渠与安阳河交叉的倒虹吸工程,将改变天然河道水流条件,为了使倒虹吸交叉工程布设既安全又经济,需进行平面二维水沙数值模型设计,对交叉河段进行分析。以河流泥沙动力学为基础,采用非均匀矩形网格及交替方向隐式差分逐... 南水北调中线总干渠与安阳河交叉的倒虹吸工程,将改变天然河道水流条件,为了使倒虹吸交叉工程布设既安全又经济,需进行平面二维水沙数值模型设计,对交叉河段进行分析。以河流泥沙动力学为基础,采用非均匀矩形网格及交替方向隐式差分逐行求解的AD I有限差分格式进行数学模型设计,依据历史洪水调查对模型进行调试,从洪水水位、流速、流态及冲淤变化等方面对数学模型计算结果与物理模型试验结果进行比较及验证;采用水边线上切向、法向流速为零的方法确定水边线,采用水边界全区自动跟踪的方法进行动边界处理,改善了有限差分法不能较好地模拟不规则岸线的不足。 展开更多

关键词 河流泥沙动力学 二维水沙数学模型 ADI有限差分 非均匀网格 动边界处理

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水电站近坝区水沙输移二维数值模拟 被引量：6

8

作者 陈雨晴 丁宇飞 +1 位作者 郑晓刚 陈日东 《水电能源科学》 北大核心 2020年第5期66-70,共5页

以萨拉康水利工程为例,采用平面二维水沙模型对近坝区域的水沙运动进行计算研究,分析了敞泄排沙条件下上引航道、泄洪闸、厂房等区域的泥沙淤积分布。结果表明,萨拉康水利枢纽工程运行30年后,泄洪闸前的泥沙淤积不会影响闸门安全运行;... 以萨拉康水利工程为例,采用平面二维水沙模型对近坝区域的水沙运动进行计算研究,分析了敞泄排沙条件下上引航道、泄洪闸、厂房等区域的泥沙淤积分布。结果表明,萨拉康水利枢纽工程运行30年后,泄洪闸前的泥沙淤积不会影响闸门安全运行;上引航道口门区主要受主流回流的影响,产生回流淤积;厂房段的拦沙坎与冲沙底孔可有效保护厂房进水口。 展开更多

关键词 水电站 坝区泥沙淤积 二维水沙数学模型 有限体积法 显隐耦合算法

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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 被引量：1

9

作者 闫立艳 张小峰 +1 位作者 段光磊 吴亚敏 《中国农村水利水电》 北大核心 2009年第1期11-14,共4页

基于移动坐标的计算原理,建立移动坐标下的平面二维水沙数学模型。通过在泥沙运动方程中增加横向输沙项,对该模型进行扩展,使其能较好地模拟弯道环流的横向输沙效应。借助土力学中边坡稳定性理论,对河岸崩塌变形进行数值模拟。将扩展后... 基于移动坐标的计算原理,建立移动坐标下的平面二维水沙数学模型。通过在泥沙运动方程中增加横向输沙项,对该模型进行扩展,使其能较好地模拟弯道环流的横向输沙效应。借助土力学中边坡稳定性理论,对河岸崩塌变形进行数值模拟。将扩展后的模型应用于一概化弯道上,计算结果与现有的认识一致。 展开更多

关键词 平面二维水沙数学模型 横向输沙 移动坐标 河岸崩塌

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泥浆侧排浓度扩散特性二维水沙数学模拟研究 被引量：1

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作者 袁晶 张小峰 +1 位作者 张为 余新明 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2007年第6期19-25,共7页

涉水工程在施工过程中产生的高浓度泥浆排放必将污染下游河道,给下游生产、生活用水带来影响。因此准确预测高浓度泥浆排放对下游河道的影响程度及范围具有重要意义,本文以含沙水流为研究对象,采用一般曲线坐标系下的平面二维水沙数学... 涉水工程在施工过程中产生的高浓度泥浆排放必将污染下游河道,给下游生产、生活用水带来影响。因此准确预测高浓度泥浆排放对下游河道的影响程度及范围具有重要意义,本文以含沙水流为研究对象,采用一般曲线坐标系下的平面二维水沙数学模型对长江武汉河段过江隧道施工过程中泥浆排放对下游河道的影响进行模拟和计算。结果表明:模型能较为真实地反映不同水流条件下不同浓度的泥浆在水流中的扩散范围。可为泥浆排放口下游的生产、生活用水决策提供必要的参考依据。 展开更多

关键词 泥浆侧排 污染带 二维水沙数学模型

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淤泥质河口水沙运动数学模型相关问题 被引量：6

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作者 雷文韬 夏军强 谈广鸣 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期197-204,共8页

为研究淤泥质河口的水沙运动规律,建立了用于模拟淤泥质河口水沙运动的二维数学模型。该模型采用基于无结构三角网格下的有限体积法对方程组进行离散,结合Roe-MUSCL方法及时间方向的预测-校正格式,使模型在时空方向具有二阶计算精度。... 为研究淤泥质河口的水沙运动规律,建立了用于模拟淤泥质河口水沙运动的二维数学模型。该模型采用基于无结构三角网格下的有限体积法对方程组进行离散,结合Roe-MUSCL方法及时间方向的预测-校正格式,使模型在时空方向具有二阶计算精度。模型中分别采用不同方法计算粘性和非粘性泥沙的输移源项,并引入粘性泥沙的起动流速和冲刷率计算公式。采用已有的概化水槽试验数据对模型进行了初步验证。然后模拟了1995年10月小潮及大潮期间海河口的潮流运动与泥沙输移过程,计算得到的潮位、潮流速及含沙量过程与实测过程符合较好,结果表明模型能够用来模拟淤泥质河口粘性和非粘性泥沙的不平衡输移过程。同时还比较了泥沙输移源项的不同处理方式对计算结果的影响,计算表明在淤泥质河口水沙运动数学模型中必须同时考虑粘性和非粘性泥沙的输移。 展开更多

关键词 淤泥质河口 二维水沙模型 有限体积法 泥沙输移 粘性泥沙

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崔家营航电枢纽下游水沙变化及其可视化研究

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作者 余明辉 徐德龙 +1 位作者 袁雄燕 余飞 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2008年第4期31-33,40,共4页

运用平面二维水沙数学模型,对汉江崔家营航电枢纽工程坝下游河床变形、冲淤平衡年限、同流量级下水流流态变化情况进行了预测。同时,充分利用Visal Basic语言和Fortran语言各自的优势,混合编程,实现了在二维地形基础上嵌套流场的动态可... 运用平面二维水沙数学模型,对汉江崔家营航电枢纽工程坝下游河床变形、冲淤平衡年限、同流量级下水流流态变化情况进行了预测。同时,充分利用Visal Basic语言和Fortran语言各自的优势,混合编程,实现了在二维地形基础上嵌套流场的动态可视化,直观地反映出流场与地形边界的关系。 展开更多

关键词 二维水沙数学模型 流场 地形 可视化 崔家营航电枢纽

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涉河建设工程对水文站水文监测影响程度评价及补救思路分析

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作者 周舜轩 吴春熠 +1 位作者 韦露斯 谢天云 《水电能源科学》 北大核心 2025年第5期21-24,33,共5页

随着城市化和基础设施建设的快速发展,涉河建设工程对水文站监测环境的影响日益突出。为此,以广州市南沙区横沥立交连接线跨下横沥水道桥工程为例,采用二维水沙数学模型,分析计算了水文站测验河段的壅水、河势、含沙量及河段冲淤变化情... 随着城市化和基础设施建设的快速发展,涉河建设工程对水文站监测环境的影响日益突出。为此,以广州市南沙区横沥立交连接线跨下横沥水道桥工程为例,采用二维水沙数学模型,分析计算了水文站测验河段的壅水、河势、含沙量及河段冲淤变化情况,并系统性地评估了该工程对下横水文站监测环境的潜在影响。结果表明,工程施工及运行对水文站测验河段特性、设施设备、测验方案及水文数据资料等关键方面均造成不利影响。为减轻影响,提出了水位对比观测、流量测验、含沙量加密观测、单段沙关系率定等补救措施。为涉河建设工程对水文站水文监测影响评估和补救措施的制定提供了科学依据和参考。 展开更多

关键词 涉河建设工程 水文监测 二维水沙数学模型 影响评估 补救措施

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下游建坝对大伙房输水隧洞出口河段的影响 被引量：3

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作者 关见朝 方春明 《人民黄河》 CAS 北大核心 2011年第3期34-35,38,共3页

基于实测数据,利用平面二维水流泥沙数学模型,模拟了辽宁大伙房输水隧洞出口附近河段水沙分布形态,预测了该河段30 a内的冲淤趋势,分析了下游章京拦河坝(拟建)修建后,对大伙房输水隧洞出口河床演变的影响。结果表明:未建坝时河床冲刷明... 基于实测数据,利用平面二维水流泥沙数学模型,模拟了辽宁大伙房输水隧洞出口附近河段水沙分布形态,预测了该河段30 a内的冲淤趋势,分析了下游章京拦河坝(拟建)修建后,对大伙房输水隧洞出口河床演变的影响。结果表明:未建坝时河床冲刷明显,由隧洞出口至章京拟建拦河坝之间河床平均冲深约0.4 m;建坝后河床普遍淤积,由隧洞出口至章京拟建拦河坝之间河床平均淤厚约2.0 m。为保证大伙房输水隧洞的安全运行,建坝后隧洞出口附近床面的淤高问题不容忽视。 展开更多

关键词 二维水沙模型 河床演变 章京拦河坝 大伙房输水隧洞 苏子河

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长江中游黄州河段采砂影响分析 被引量：7

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作者 张俊宏 王业祥 +1 位作者 赵正伟 陈璐 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期70-77,共8页

河道采砂等人类活动对河道演变的影响是河流动力学研究的一个重要课题。以长江黄州河段为例,在实测水沙系列的基础上,采用平面二维水沙数学模型研究了不同流量级下工程河段采砂后水位、流速和汊道分流比等变化规律,并模拟了不同典型年... 河道采砂等人类活动对河道演变的影响是河流动力学研究的一个重要课题。以长江黄州河段为例,在实测水沙系列的基础上,采用平面二维水沙数学模型研究了不同流量级下工程河段采砂后水位、流速和汊道分流比等变化规律,并模拟了不同典型年水沙条件下洲滩河段演变过程和采砂区冲淤特性。研究结果表明,在不同流量条件下,随着流量的增加,水位和流速变化幅度有所减小、影响程度降低;分流比对平滩流量反应更加敏感,平滩流量条件下分流比有明显增加;三峡水库蓄水运行后,在不同典型水文年条件下,随着洲滩的冲刷后退加剧,布置在洲尾的采砂区泥沙回淤明显。 展开更多

关键词 长江中游 河道采砂 河道演变 平面二维水沙数学模型 泥沙回淤

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采砂工程对河道影响分析研究 被引量：13

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作者 穆锦斌 杨芳丽 +1 位作者 谢作涛 张小峰 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2008年第2期69-76,共8页

建立了一般曲线坐标系下的平面二维水沙数学模型,并运用长江武汉河段实测水沙数据对模型进行系统的率定与验证;模拟了不同流量级下该河段采砂后水位、流速变化规律。进一步选取了典型水沙系列年,对采砂后河段冲淤变化及采区内泥沙回淤... 建立了一般曲线坐标系下的平面二维水沙数学模型,并运用长江武汉河段实测水沙数据对模型进行系统的率定与验证;模拟了不同流量级下该河段采砂后水位、流速变化规律。进一步选取了典型水沙系列年,对采砂后河段冲淤变化及采区内泥沙回淤率进行了预测。模型成果为本河段采砂的可行性及采砂规模控制提供了较科学的参考依据。 展开更多

关键词 采砂 一般曲线 平面二维水沙数学模型 率定与验证 泥沙回淤

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采砂深度对分汊河道影响分析 被引量：8

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作者 张强 张小峰 《华东师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期127-135,共9页

以长江天兴洲河段为例,应用一般曲线坐标系下的平面二维水沙数学模型进行研究,并采用实测水沙数据进行率定与验证,模拟了不同流量级下采砂深度不同分流比、水位和流速变化规律,并进一步选取2004年作为典型水沙年,对采砂后河段冲淤变化... 以长江天兴洲河段为例,应用一般曲线坐标系下的平面二维水沙数学模型进行研究,并采用实测水沙数据进行率定与验证,模拟了不同流量级下采砂深度不同分流比、水位和流速变化规律,并进一步选取2004年作为典型水沙年,对采砂后河段冲淤变化及采砂区内泥沙回淤率进行预测.模型成果可为本河段采砂的可行性和采砂规模控制提供科学依据. 展开更多

关键词 平面二维水沙数学模型 采砂深度 分汊河道 分流比 泥沙回淤

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三峡工程运用初期监利河段河势变化预测 被引量：4

18

作者 张杰 葛华 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2011年第5期83-86,共4页

监利河段是下荆江变化最剧烈的河段之一,三峡工程运用后,下泄含沙量减小,该河段冲淤调整将更为明显。采用河道平面二维水沙数学模型,对监利河段在三峡工程蓄水运用初期可能产生的河床冲淤及河势变化进行了计算分析研究。结果表明:监利... 监利河段是下荆江变化最剧烈的河段之一,三峡工程运用后,下泄含沙量减小,该河段冲淤调整将更为明显。采用河道平面二维水沙数学模型,对监利河段在三峡工程蓄水运用初期可能产生的河床冲淤及河势变化进行了计算分析研究。结果表明:监利河段总体河势变化不大,但河床冲淤较为剧烈,断面冲深扩大,局部岸段和乌龟洲右缘部位崩退,乌龟洲左汊萎缩右汊扩大,新沙洲边滩有切滩的趋势。 展开更多

关键词 二维水沙数学模型 河床冲淤 河势变化

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取水工程附近河床冲淤规律数值模拟研究 被引量：5

19

作者 崔占峰 胡德超 《人民长江》 北大核心 2015年第9期31-35,45,共6页

取水口处的泥沙淤积问题关系到取水工程能否安全运行,从水流、河势角度论证了取水口布置的合理性,并减少取水对航道及防洪影响的必要性。以长江九江湖口水道某电厂取水口为例,采用平面二维水沙数学模型研究了取水口附近局部流态、河床... 取水口处的泥沙淤积问题关系到取水工程能否安全运行,从水流、河势角度论证了取水口布置的合理性,并减少取水对航道及防洪影响的必要性。以长江九江湖口水道某电厂取水口为例,采用平面二维水沙数学模型研究了取水口附近局部流态、河床冲淤、取水工程处悬沙含量等的变化规律,并对附近河床近期变化进行了预测。计算条件采用丰、中、枯典型年和典型系列年水沙条件,系列年考虑三峡工程和上游水库调度的影响。通过分析计算结果,选择了较优取水口方案,并推荐了适宜的取水口标高。研究结果表明,同一河段取水工程处河床冲淤规律受来水来沙条件和取水工程位置处的局部地形的共同影响。 展开更多

关键词 取水工程 河床冲淤 平面二维水沙数学模型

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入海感潮河段堵坝对河口淤积特性影响的数值模拟研究

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作者 蔡武林 万五一 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2011年第4期20-22,40,共4页

通过建立二维水沙模型,采用数值计算方法模拟了某堵坝至潮汐河口4 km之间河道10年内的淤积情况,得到了不同断面的淤积高程,计算结果与物理模型试验相吻合。结果表明:河道整体淤积速度先快后慢,淤积厚度由堵坝位置向河口递增。

关键词 河口淤积 二维水沙模型 数值模拟 淤积计算 感潮河段

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