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水动力学模型中雨水口布设数量对城市排涝能力的影响研究
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作者 夏军强 冯基恒 +2 位作者 徐政 王小杰 董柏良 《水资源保护》 北大核心 2025年第2期106-114,共9页
为研究城市地表径流与地下管流双向耦合的水动力学模型中雨水口布设数量对城市排涝能力的影响,构建了地表径流与地下管流双向耦合的水动力模型。通过街区概化模型试验对水动力学模型进行了验证,并应用于英国Glasgow市某一典型街区。结... 为研究城市地表径流与地下管流双向耦合的水动力学模型中雨水口布设数量对城市排涝能力的影响,构建了地表径流与地下管流双向耦合的水动力模型。通过街区概化模型试验对水动力学模型进行了验证,并应用于英国Glasgow市某一典型街区。结果表明:构建的水动力学模型具有较高的精度,各测点模拟结果的纳什效率系数均大于0.89,模型能够准确模拟城市地表径流与地下管流过程;增加雨水口数量可有效减小淹没水深,缩小最大淹没范围,对重度积水地区的作用最为显著,雨水口数量从124增至244时,重度积水区域的淹没面积减小了55%~81%;增加雨水口数量也能缩短淹没历时,随着雨水口数量增加,研究区内测点的淹没历时缩短了43%~51%;雨水口均匀布置时,排水效率与雨水口数量呈正相关关系,但提高的速率会随雨水口数量的增加逐渐减小;不同区域的洪涝过程对雨水口数量变化的响应有所差异,在布设雨水口时应重点关注局部易淹区域。 展开更多
关键词 城市洪涝 水动力学模型 淹没 效率 GLASGOW
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水动力学模型的实时组合校正方法研究
2
作者 马强 陈璐 +2 位作者 吴亚中 陈立正 贺阳 《水电能源科学》 北大核心 2025年第1期30-34,共5页
受降雨分布不均、地形复杂多变及模型结构等因素限制,水动力学模型的水位模拟精度难以进一步提升。为此,基于一维水动力学模型运行结果,建立了涵盖KNN、SVR、LSTM、GRU等多种智能算法的实时校正模型,并将KNN校正法与WF算法串联耦合,提... 受降雨分布不均、地形复杂多变及模型结构等因素限制,水动力学模型的水位模拟精度难以进一步提升。为此,基于一维水动力学模型运行结果,建立了涵盖KNN、SVR、LSTM、GRU等多种智能算法的实时校正模型,并将KNN校正法与WF算法串联耦合,提出了具有降噪功效的KNN-WF校正方法,在此基础上,为充分挖掘各校正算法在不同水位区间的校正优势,提出了一种基于M分位数的水位分级组合校正方法,以均方根误差、决定系数和峰值相对误差综合比较分析各校正方法的校正效果。汉江流域应用结果表明,KNN-WF校正法能有效避免KNN校正结果中存在的噪声和锯齿状峰值,校正后的水位过程与实测水位过程更加吻合,分级组合校正方法能实现不同水位区间的精细化校正从而提升整体校正效果。 展开更多
关键词 水动力学模型 终端校正 分级组合校正 汉江流域
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基于水动力学模型的河流疏浚工程优化研究
3
作者 潘劭博 刘雪颖 郝密林 《珠江水运》 2025年第3期83-85,共3页
河流疏浚工程是通过改善水流条件和减少泥沙淤积,实现河道防洪和通航功能提升的关键措施。基于水动力学模型的疏浚优化研究,聚焦于利用水动力学模型精准预测疏浚影响,以优化施工方案。本文采用二维浅水方程模型、三维水流动力学模型和... 河流疏浚工程是通过改善水流条件和减少泥沙淤积,实现河道防洪和通航功能提升的关键措施。基于水动力学模型的疏浚优化研究,聚焦于利用水动力学模型精准预测疏浚影响,以优化施工方案。本文采用二维浅水方程模型、三维水流动力学模型和耦合模型,针对河流疏浚过程中水力特性、泥沙输移和水质变化进行系统模拟分析,提出科学划分疏浚区域、优化疏浚参数、动态控制泥沙浓度等优化策略。 展开更多
关键词 水动力学模型 河流疏浚工程 优化研究
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数字孪生中水动力学模型关键技术研究与应用进展 被引量:4
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作者 黄卫 陈端 +1 位作者 杨青远 黄艳 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第8期197-206,共10页
数字孪生技术正在水利行业快速应用发展。对水利数字孪生建设中水动力学模型的支撑作用进行了梳理分析,提出了水利数字孪生对水动力学模型的需求及解决方法。介绍了水利数字孪生中典型一维无压/有压水动力学模型模拟能力提升关键技术和... 数字孪生技术正在水利行业快速应用发展。对水利数字孪生建设中水动力学模型的支撑作用进行了梳理分析,提出了水利数字孪生对水动力学模型的需求及解决方法。介绍了水利数字孪生中典型一维无压/有压水动力学模型模拟能力提升关键技术和大范围高精度二维水动力学模型计算效率提升关键技术。详细介绍了发展前沿中的坝堤溃决过程、暴雨山洪等特殊水动力学模型的数值挑战、关键技术、应用场景等方面内容。最后,从水动力学模型维度和功能、预测结果评估与实时校正技术、机理模型和数据驱动模型融合、虚拟计算与物理实体互馈模型等方面对水动力学模型发展方向进行了展望。研究成果可更好地支撑智慧水利建设。 展开更多
关键词 数字孪生 水动力学模型 模型构建与应用关键技术 模拟能力和效率提升
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基于水动力学模型和代理模型的水库动库容精细化计算
5
作者 朱思鹏 刘怀远 +2 位作者 覃晖 毕胜 任平安 《水电能源科学》 北大核心 2024年第9期176-178,175,共4页
山区河道型水库存在较大动库容,库容计算不准确使得制定水库调度计划时出现较大偏差。根据水库水面线变化特点引入分段法将水库分段,并结合水动力学模型计算出水库动库容,实现水库动库容的精细化计算。同时针对水动力学模型在调度计划... 山区河道型水库存在较大动库容,库容计算不准确使得制定水库调度计划时出现较大偏差。根据水库水面线变化特点引入分段法将水库分段,并结合水动力学模型计算出水库动库容,实现水库动库容的精细化计算。同时针对水动力学模型在调度计划制定的实时计算中所面临的计算效率瓶颈,建立了基于RSMGU和RSLSTM的代理模型。以三峡水库为例,对基于水位—库容曲线所算得的静库容模型,水库动库容与之相比增大了约12%。以2020年汛期#4洪水为例,采用动库容法计算库容,可减小部分下泄流量,进一步发挥水库的防洪兴利能力;发现RSMGU更适合作为水动力学模型的代理模型。 展开更多
关键词 代理模型 动库容 面线一维水动力学模型 库库容精细化计算
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淡水河一维-二维耦合水动力学模型构建及应用 被引量:1
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作者 钟华 《水利技术监督》 2023年第11期146-147,163,共3页
对淡水河干流、主要支流、淡澳分洪河采用一维水动力模型建模,对惠阳主城区进行二维水动力模型建模,利用河道两岸进行一维、二维水动力耦合,模拟淡水河溃漫堤洪水演进过程。结果表明:除桥南排涝站到淡水站河段,水面线误差在20cm以上外,... 对淡水河干流、主要支流、淡澳分洪河采用一维水动力模型建模,对惠阳主城区进行二维水动力模型建模,利用河道两岸进行一维、二维水动力耦合,模拟淡水河溃漫堤洪水演进过程。结果表明:除桥南排涝站到淡水站河段,水面线误差在20cm以上外,其余河段水面线偏差均在20cm以内,一维-二维水动力学模型计算的淡水河的洪水演进过程总体较为合理。研究成果对于流域防洪风险图的绘制具有重要参考价值。 展开更多
关键词 一维水动力学模型 二维水动力学模型 耦合模型 演进
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水动力学模型实时校正方法对比 被引量:16
7
作者 刘开磊 姚成 +2 位作者 李致家 阚光远 包红军 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期124-129,共6页
选择典型的实时校正方法:传统的误差自回归、基于K最邻近算法(KNN)的非参数校正及基于Kalman滤波的多断面校正法,并以Kalman滤波与KNN结合构造综合方法,以淮河流域吴家渡—小柳巷区间作为试验河段,构建一维水动力学模型并与实时校正方... 选择典型的实时校正方法:传统的误差自回归、基于K最邻近算法(KNN)的非参数校正及基于Kalman滤波的多断面校正法,并以Kalman滤波与KNN结合构造综合方法,以淮河流域吴家渡—小柳巷区间作为试验河段,构建一维水动力学模型并与实时校正方法联合应用。简要介绍这4种方法的原理与模型构建方法,然后对比分析各种方法的模拟结果,尤其对模拟洪峰稳定性、峰现时间、峰现误差等进行比较,认为前3种基本方法均能在相当长的预见期内提高洪水的预报精度,而综合法实时校正法对洪峰部位的模拟更为稳定可靠、总体效果更好,更适合预报校正工作的需要。 展开更多
关键词 水动力学模型 模型实时校正 误差自回归方法 Kalman滤波算法 K最近邻算法
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MIKE21水动力学模型在洪泽湖水位模拟中的应用 被引量:30
8
作者 梁云 殷峻暹 +1 位作者 祝雪萍 黄晓敏 《水电能源科学》 北大核心 2013年第1期135-137,99,共4页
洪泽湖作为淮河流域最大的平原水库和南水北调东线工程的重要调蓄水库,确保其优良的水质和稳定的水位至关重要。根据洪泽湖的地形和水文条件,利用MIKE21水动力学模型,模拟了洪泽湖的水位变化过程。结果表明,MIKE21模型能较好地模拟洪泽... 洪泽湖作为淮河流域最大的平原水库和南水北调东线工程的重要调蓄水库,确保其优良的水质和稳定的水位至关重要。根据洪泽湖的地形和水文条件,利用MIKE21水动力学模型,模拟了洪泽湖的水位变化过程。结果表明,MIKE21模型能较好地模拟洪泽湖水位过程,模拟误差均在可接受范围内,且模拟精度可满足计算要求。 展开更多
关键词 MIKE21水动力学模型 北调东线工程 模拟 洪泽湖
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井筒环空稳态多相流水动力学模型 被引量:11
9
作者 尹邦堂 李相方 +1 位作者 孙宝江 Zhang Hongquan 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期359-366,共8页
基于井筒环空气液两相流流型的分类及特点,建立适合于直井、斜井的井筒环空段塞流、环状流水动力学模型及环空流型过渡准则。基于井筒环空多相流特性,以液膜区域为控制单元,考虑油管膜、套管膜双层液膜的存在及气芯中液滴对质量、动量... 基于井筒环空气液两相流流型的分类及特点,建立适合于直井、斜井的井筒环空段塞流、环状流水动力学模型及环空流型过渡准则。基于井筒环空多相流特性,以液膜区域为控制单元,考虑油管膜、套管膜双层液膜的存在及气芯中液滴对质量、动量传递的影响,推导了环空段塞流、环状流质量、动量守恒方程,得到了段塞流与分散泡状流、泡状流及环状流间的流型过渡准则。根据已发表文献中的实验条件,采用本文模型与校正后的圆管模型预测了不同气、液相表观速度下的流型、持液率及压力梯度。结果表明:采用本文模型可以比较准确地预测环空流型、持液率及压降梯度,且预测持液率、压力梯度的准确性优于校正后的圆管模型。 展开更多
关键词 井筒环空 多相流 水动力学模型 稳态 油管膜 套管膜
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卡尔曼滤波校正技术在水动力学模型实时洪水预报中的应用 被引量:16
10
作者 王船海 吴晓玲 周全 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期300-305,共6页
将卡尔曼滤波技术与水动力学模型实时洪水预报相结合,提出了"交替校正"方法;分别建立水位与流量的状态方程,进行交替滤波计算,较好地解决了滤波计算中不同类型状态量之间共同校正的问题.对长江干流局部河段的实例验证表明,卡... 将卡尔曼滤波技术与水动力学模型实时洪水预报相结合,提出了"交替校正"方法;分别建立水位与流量的状态方程,进行交替滤波计算,较好地解决了滤波计算中不同类型状态量之间共同校正的问题.对长江干流局部河段的实例验证表明,卡尔曼滤波技术应用于单一河道水动力学模型没有破坏模型的稳定性,局部的校正对全河道具有较好的带动作用,说明卡尔曼滤波技术应用到水动力学模型的实时校正中是可行而且有效的. 展开更多
关键词 实时洪预报 卡尔曼滤波 水动力学模型 “交替校正”方法
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漫滩河道洪水演算的水动力学模型 被引量:7
11
作者 赖锡军 姜加虎 黄群 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2005年第4期29-35,共7页
利用积分方法导得了漫滩河道全断面水流的积分方程组,应用四点加权隐格式离散方程,建立了漫滩河道洪水演算的一维水动力学模型.该模型考虑了各流道(如滩地、主河槽等)的不同阻力特征,反映了主槽和滩地水流流动路径的差异.用该模型计算... 利用积分方法导得了漫滩河道全断面水流的积分方程组,应用四点加权隐格式离散方程,建立了漫滩河道洪水演算的一维水动力学模型.该模型考虑了各流道(如滩地、主河槽等)的不同阻力特征,反映了主槽和滩地水流流动路径的差异.用该模型计算了露滩、漫滩和露、漫滩交替的3种水流运动,并与二维RBFVM-2D模型的计算结果进行了比较.以长江宜昌~螺山江段1998年实际洪水过程为例,测试了模型的应用效果.计算结果均表明,本文的一维水动力学模型能较好地模拟漫滩河道的过流特征,并改善了漫滩河道洪水演进的模拟与预测能力. 展开更多
关键词 漫滩 演算 一维水动力学模型
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珠江三角州河网与伶仃洋一、三维水动力学模型联解研究 被引量:9
12
作者 逄勇 黄智华 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期10-13,共4页
建立了珠江三角州河网区一维非恒定流水动力学数学模型,并根据实测资料对模型进行了率定验证;利用伶仃洋水域三维水动力学模型的研究成果,采用时段交替法对一、三维模型进行了耦合计算;利用1978年7月在珠江三角州河网区和伶仃洋区同步... 建立了珠江三角州河网区一维非恒定流水动力学数学模型,并根据实测资料对模型进行了率定验证;利用伶仃洋水域三维水动力学模型的研究成果,采用时段交替法对一、三维模型进行了耦合计算;利用1978年7月在珠江三角州河网区和伶仃洋区同步实测的水文资料对耦合模型的计算结果进行率定验证,结果表明,模型计算值无论在珠江三角州河网区、交接断面以及伶仃洋区均与实测资料吻合较好,该模型可用来描述珠江三角州河网区和伶仃洋区的水动力学过程. 展开更多
关键词 珠江三角州 伶仃洋 数学模型 水动力学模型 耦合计算 非恒定流
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天然气井零液流量气提流动的水动力学模型 被引量:7
13
作者 刘磊 周芳德 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期79-82,共4页
文章分别以水、轻油和重油为液相 ,研究了天然气井中零液流量气提流动这一特殊气液两相流动现象。提出了零液流量气提流动的两相流水动力学模型 ,应用该模型计算了零液流量气提流动的持液率和压力降。模型计算结果与试验结果都表明 ,零... 文章分别以水、轻油和重油为液相 ,研究了天然气井中零液流量气提流动这一特殊气液两相流动现象。提出了零液流量气提流动的两相流水动力学模型 ,应用该模型计算了零液流量气提流动的持液率和压力降。模型计算结果与试验结果都表明 ,零液流量气提流的持液率随表观气速的增大而单调减小 ,而摩擦阻力压力降则不随表观气速的变化呈单调性的变化。尽管零液流量气提流的水动力学特性不同于液体流量不为零的常规气液两相流 。 展开更多
关键词 天然气井 零液流量 气提流动 水动力学模型 流动特性 压力降 数学模型
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应用一维水动力学模型预测三峡水库蓄水位 被引量:5
14
作者 刘志武 王菁 许继军 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2011年第8期22-26,共5页
三峡水库是河道型水库,以常规的静库容方法推算库区水位变化误差较大,有必要应用水动力学模型进行计算。建立了基于一维非恒定流的水动力学模型,模拟库区河道水流演进过程,预测三峡坝前的水位、流量过程。选取2007年9月25日至10月3日的... 三峡水库是河道型水库,以常规的静库容方法推算库区水位变化误差较大,有必要应用水动力学模型进行计算。建立了基于一维非恒定流的水动力学模型,模拟库区河道水流演进过程,预测三峡坝前的水位、流量过程。选取2007年9月25日至10月3日的三峡水库蓄水资料进行计算,并与实测水位比较。结果表明,该模型具有较好的精度,能够为实际蓄水调度提供参考。 展开更多
关键词 一维水动力学模型 三峡
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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
15
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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新安江模型与水动力学模型结合的区间入流动态修正研究 被引量:8
16
作者 张小琴 包为民 《中国农村水利水电》 北大核心 2008年第6期37-41,共5页
将一维圣维南方程组与新安江模型结合构成河口地区水位模拟模型,结合区间入流对模型模拟结果影响的试验,提出了采用断面实测信息动态修正区间入流的方法,并对其中的参数进行了分析。将该模型应用于曹娥江感潮河段,结果分析表明,动态修... 将一维圣维南方程组与新安江模型结合构成河口地区水位模拟模型,结合区间入流对模型模拟结果影响的试验,提出了采用断面实测信息动态修正区间入流的方法,并对其中的参数进行了分析。将该模型应用于曹娥江感潮河段,结果分析表明,动态修正区间入流能取得很好的修正效果,模型精度高。 展开更多
关键词 水动力学模型 新安江模型 区间入流动态修正 嵌套建模 曹娥江
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水动力学模型初始条件问题浅议 被引量:3
17
作者 张小琴 包为民 王涛 《水电能源科学》 2008年第2期62-64,75,共4页
将一维圣维南方程组与新安江模型结合构成河口地区水位模拟模型,根据上、下边界和预报断面的初始水位、流量假定了三种初始条件,并应用于曹娥江感潮河段的水位预报,综合对比分析了相应计算结果。分析表明,由这三种初始条件计算的整个洪... 将一维圣维南方程组与新安江模型结合构成河口地区水位模拟模型,根据上、下边界和预报断面的初始水位、流量假定了三种初始条件,并应用于曹娥江感潮河段的水位预报,综合对比分析了相应计算结果。分析表明,由这三种初始条件计算的整个洪水过程的效果相当,初始条件的选取对计算洪水过程的起涨段有较大影响,考虑预报断面初始水位的初始条件能较好地模拟洪水的起涨段。 展开更多
关键词 水动力学模型 新安江模型 初始条件 预热时间 收敛时间
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污水稳定塘沉积分布的水动力学模型研究 被引量:1
18
作者 杨美卿 王桂玲 镇芙蓉 《泥沙研究》 EI CSCD 北大核心 1997年第4期30-36,共7页
稳定塘处理污水是近年来在我国着力推广的一项新技术。沉积污泥的数量和分布,直接影响到塘内的生化过程和净水能力。本文采用平面二维不恒定紊流模型,用有限体积法离散基本微分方程。SIMPLE方法进行压力校正,求解流速场和悬浮... 稳定塘处理污水是近年来在我国着力推广的一项新技术。沉积污泥的数量和分布,直接影响到塘内的生化过程和净水能力。本文采用平面二维不恒定紊流模型,用有限体积法离散基本微分方程。SIMPLE方法进行压力校正,求解流速场和悬浮物浓度场。采集城市污水污泥样品,测试基本物理力学参数,研究污泥固结密实过程,有机物降解消化过程,提出模拟计算方法。用齐齐哈尔稳定塘运行14年的实测资料对比分析,表明建议的水动力学模型计算结果与实测资料符合良好,能描述污水稳定塘的工作状况,为其研究设计和运用提供了分析检验的手段。 展开更多
关键词 稳定塘 水动力学模型 池塘处理 沉积分布
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水动力学模型在淹没区防汛应急中的应用 被引量:3
19
作者 徐卫红 刘舒 +2 位作者 张红萍 胡昌伟 李娜 《中国防汛抗旱》 2021年第12期34-38,共5页
为减轻溃堤洪水造成的灾害损失,快速准确预报淹没范围和退水措施效果在应急处置中非常重要。以2013年黑龙江省萝北淹没区的应急分析为例,针对被转移群众返迁的目标,阐述如何快速构建数值模型,拟定合理的模拟方案并分析各方案的退洪效果... 为减轻溃堤洪水造成的灾害损失,快速准确预报淹没范围和退水措施效果在应急处置中非常重要。以2013年黑龙江省萝北淹没区的应急分析为例,针对被转移群众返迁的目标,阐述如何快速构建数值模型,拟定合理的模拟方案并分析各方案的退洪效果。结果表明,为解决封冻期之前萝北淹没区人民的回迁及越冬安置问题,可考虑不封堵溃口,但仅利用溃口和退水闸无法满足退洪需求,增设人工退洪口门十分必要。不同尺寸的扒口退洪效果差异不大,从后期封堵口门的工程量考虑,宽度不易过大。 展开更多
关键词 水动力学模型 应急分析 淹没区 溃堤洪 退洪 黑龙江
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木兰溪下游防洪系统水动力学模型研究
20
作者 刘蕊 董增川 +2 位作者 李乔 李大勇 秦旭宝 《人民黄河》 CAS 北大核心 2009年第1期16-17,19,共3页
以木兰溪下游木兰陂至三江口干流河道及北洋地区水系构成的河网为主要研究对象,构建了木兰溪下游防洪系统水动力学模型。在对河网水系及水工建筑物概化的基础上,着重对建模过程中边界及初始边界的处理、闸门及桥梁过流衔接模拟等关键问... 以木兰溪下游木兰陂至三江口干流河道及北洋地区水系构成的河网为主要研究对象,构建了木兰溪下游防洪系统水动力学模型。在对河网水系及水工建筑物概化的基础上,着重对建模过程中边界及初始边界的处理、闸门及桥梁过流衔接模拟等关键问题进行了探讨。结果表明,各断面的计算水位和流量与实测值拟合较好,验证了所建模型的合理性。 展开更多
关键词 河网 边界处理 水动力学模型 防洪系统 木兰溪下游
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