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河网非恒定水沙数学模型研究 被引量:16
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作者 孙昭华 李义天 曹志芳 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期165-172,共8页
建立了能够适用于多种情况的河网非恒定流水沙数学模型。推导提出了河网泥沙方程组的分级解法,提出了适用于河网计算的汊点分沙模式,分析和对比了多种分沙模式的适用性,对河网区域中可蓄水汊点也提出了相应的处理办法。采用汉江杜家台... 建立了能够适用于多种情况的河网非恒定流水沙数学模型。推导提出了河网泥沙方程组的分级解法,提出了适用于河网计算的汊点分沙模式,分析和对比了多种分沙模式的适用性,对河网区域中可蓄水汊点也提出了相应的处理办法。采用汉江杜家台分蓄洪区的资料作了模型的验证和应用。 展开更多
关键词 河网非恒定流 水沙数学模型 汉点分沙 河网泥沙 蓄洪区
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基于MPI的黄河下游二维水沙数学模型并行计算研究 被引量:9
2
作者 余欣 杨明 +2 位作者 王敏 姜恺 袁俊 《人民黄河》 CAS 北大核心 2005年第3期49-50,53,共3页
基于MPI的消息传递实现了黄河二维水沙数学模型的并行编程。以数据的分布存储作为区域划分的依据,实现了计算量的负载平衡;在全局网格和局部区域之间建立映射关系,并且在临界单元、进出口单元、共用节点通过规约等进行特殊处理,一方面... 基于MPI的消息传递实现了黄河二维水沙数学模型的并行编程。以数据的分布存储作为区域划分的依据,实现了计算量的负载平衡;在全局网格和局部区域之间建立映射关系,并且在临界单元、进出口单元、共用节点通过规约等进行特殊处理,一方面尽可能减少了通讯量,另一方面也避免了消息的阻塞。采用曙光4000A并行计算系统的8个CPU进行计算的加速比达0. 8,同时,多CPU并行计算极大地提高了计算任务的容量,使得无法在单机上完成的巨量计算成为可能。 展开更多
关键词 并行计算 通讯 规约 加速比 MPI 水沙数学模型 黄河下游
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河流型水库垂向二维水沙数学模型 被引量:7
3
作者 吴挺峰 罗潋葱 +3 位作者 崔广柏 秦伯强 虞左明 姚志明 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期215-221,共7页
在垂向二维水动力模型的基础上,叠加了泥沙模型,建立了垂向二维泥沙模型,该模型的主要特点是水动力模型采用斜压模式,可以模拟由于水库水温度分布时空变化对其水动力结构及泥沙沉降速度的影响;泥沙模型采用分步法求解,简化了计算;独立... 在垂向二维水动力模型的基础上,叠加了泥沙模型,建立了垂向二维泥沙模型,该模型的主要特点是水动力模型采用斜压模式,可以模拟由于水库水温度分布时空变化对其水动力结构及泥沙沉降速度的影响;泥沙模型采用分步法求解,简化了计算;独立求解粘性泥沙及非粘性泥沙的沉降速度及水土界面交换通量;运用经验公式估算泥沙及水动力模型参数,弥补了资料不足的缺点。最后运用实测资料对所建泥沙模型进行了有效性验证,结果表明:悬沙模拟值与实测值相对误差较小,时空分布特征相似;同时,模型能较为准确反映由于水库出入流引起的库首与库尾水温及泥沙分布特征。 展开更多
关键词 河流型水库 垂向二维模型 粘性沙 水沙数学模型
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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
4
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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考虑溯源冲刷的一维水沙数学模型拓展及应用 被引量:7
5
作者 余明辉 祝求 +1 位作者 杨国录 胡鹏 《泥沙研究》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期1-6,共6页
针对多沙河流水库淤积体存在的溯源冲刷现象及泥沙运动特点,在一维非饱和输沙数学模型的基础上,拓展添加溯源冲刷计算模块,以下边界水位及输沙量突变为判别条件,提出溯源冲刷基准面、冲刷比降及冲刷泥沙量的计算方法,实现溯源冲刷与常... 针对多沙河流水库淤积体存在的溯源冲刷现象及泥沙运动特点,在一维非饱和输沙数学模型的基础上,拓展添加溯源冲刷计算模块,以下边界水位及输沙量突变为判别条件,提出溯源冲刷基准面、冲刷比降及冲刷泥沙量的计算方法,实现溯源冲刷与常规沿程冲淤计算自动优选功能。经与某多沙水库溯源冲刷过程实测资料对比表明,对于存在溯源冲刷的河段,拓展模型计算快捷,结果符合实际,能正确反映溯源冲刷物理过程。 展开更多
关键词 溯源冲刷 下边界水位 水沙数学模型 冲刷基准面
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河口水沙数学模型的并行化研究 被引量:7
6
作者 程文龙 史英标 吴修广 《人民长江》 北大核心 2013年第15期54-57,共4页
为了提高河口水沙数学模型的计算速度,通过基于共享内存的OpenMP和基于区域分解的消息传递模型(MPI并行)两种并行方法,将串行的河口水沙数学模型并行化。将并行模型应用到钱塘江河口潮流泥沙运动模拟实例中。结果表明,该并行模型能大大... 为了提高河口水沙数学模型的计算速度,通过基于共享内存的OpenMP和基于区域分解的消息传递模型(MPI并行)两种并行方法,将串行的河口水沙数学模型并行化。将并行模型应用到钱塘江河口潮流泥沙运动模拟实例中。结果表明,该并行模型能大大提高计算速度。其中,OpenMP方法并行效率较低,而基于区域分解的MPI并行有很好的加速效果,在64个处理器上加速比可接近36,具有较大的推广价值。 展开更多
关键词 水沙数学模型 区域分解 并行化 MPI Metis OPENMP 河口
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珠江三角洲航道网一维水沙数学模型的可视化研究 被引量:5
7
作者 茅丽华 诸裕良 +1 位作者 严以新 贾良文 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2001年第4期59-62,共4页
从复杂河网的数字化、可视化出发 ,对珠江三角洲航道潮流界、西江和北江航道沿程水位线等的动态演示 ,以及河道中断面水沙特征的可视化研究 ,使得分析复杂河网水沙数学模型的计算结果更简便、直观 .
关键词 河道断面 面元 节点 数字化 可视化 航道网 珠江三角洲 图形 图像 水沙特性 一维水沙数学模型
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考虑河道整治工程影响的一维水沙数学模型及其应用 被引量:4
8
作者 周美蓉 夏军强 +1 位作者 邓珊珊 李志威 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期571-580,共10页
在冲积河流上,各类河道整治工程的实施一定程度上会影响河床的演变过程.本文通过改进现有的一维水沙数学模型,重点研究护岸及护滩(底)这类限制河床进一步冲刷的整治工程对水沙输移及河床冲淤变形的影响.首先对固定断面的各节点采用特定... 在冲积河流上,各类河道整治工程的实施一定程度上会影响河床的演变过程.本文通过改进现有的一维水沙数学模型,重点研究护岸及护滩(底)这类限制河床进一步冲刷的整治工程对水沙输移及河床冲淤变形的影响.首先对固定断面的各节点采用特定的代码进行标记,以此区分河漫滩、有或无整治工程的主槽区域.然后对悬沙输移及河床冲淤变形模块进行改进:当断面发生淤积时,其形态调整不受整治工程的影响,淤积量将在整个断面上进行分配;当发生冲刷时,断面形态调整仅发生在未实施工程的位置或者受工程限制但形成了一定厚度淤积层的区域;在实施了整治工程且无法提供沙源的区域,河床冲刷则不会发生.最后长江中游荆江段2016年的模拟结果表明:考虑整治工程情况时,改进模型计算的河道冲刷量偏小且与实测值更为接近;河槽断面形态与实测结果也更为吻合. 展开更多
关键词 河道整治工程 一维水沙数学模型 悬沙输移 河床冲淤 长江中游 荆江河段
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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
9
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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水沙数学模型与可视化系统的集成研究 被引量:5
10
作者 左利钦 陆永军 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2007年第4期1-8,共8页
基于VC++平台开发了二维水沙数学模型与可视化的集成系统(NHRS-2D),给出了系统中关键环节的处理方法,包括计算模块以Fortran生成动态链接库(DLL)的形式集成到系统中;以读写DXF文件的方式与AutoCAD实现了互接;多线程编程等.该系统包括前... 基于VC++平台开发了二维水沙数学模型与可视化的集成系统(NHRS-2D),给出了系统中关键环节的处理方法,包括计算模块以Fortran生成动态链接库(DLL)的形式集成到系统中;以读写DXF文件的方式与AutoCAD实现了互接;多线程编程等.该系统包括前处理模块、计算模块及后处理模块3个部分.前处理模块具有正交曲线网格的生成、绘制、地形数据的摘取等功能;计算模块可进行河道水沙数值计算、河口海岸潮流泥沙计算及波-流共同作用下的泥沙计算等,并实现了计算过程的实时显示;后处理模块实现了流场、流线、含沙量场、河床(海床)变形等动态可视化的制作和显示,并能以AutoCAD的形式实现流场、等值线图的绘制等.系统采用W indows风格的菜单、工具栏及窗口操作,界面友好,可视化程度高. 展开更多
关键词 水沙数学模型 集成系统 可视化 动态链接库 前处理模块 计算模块 后处理模块
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荆江-洞庭湖水沙数学模型研究现状 被引量:4
11
作者 谢作涛 方红卫 仲志余 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2009年第5期76-80,共5页
荆江-洞庭湖关系研究是长江中游防洪调度决策的重要内容,亦是荆江干流河道整治和洞庭湖区综合治理关系密切的现实课题。荆江-洞庭湖水沙数学模型是研究上述课题的重要技术手段。本文系统地介绍了荆江-洞庭湖水沙数学模型的研究现状,指... 荆江-洞庭湖关系研究是长江中游防洪调度决策的重要内容,亦是荆江干流河道整治和洞庭湖区综合治理关系密切的现实课题。荆江-洞庭湖水沙数学模型是研究上述课题的重要技术手段。本文系统地介绍了荆江-洞庭湖水沙数学模型的研究现状,指出由于江湖关系的复杂性,阻碍了水沙数学模型的发展。在综合已有研究成果的基础上,本文就今后的荆江-洞庭湖水沙数学研究工作提出了建议。 展开更多
关键词 荆江 洞庭湖 水沙数学模型 研究现状
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葛洲坝下游宜昌-杨家脑河段平面二维水沙数学模型 被引量:18
12
作者 谢作涛 侯卫国 任昊 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期309-316,共8页
采用有限体积法,基于曲线网格,建立了葛洲坝枢纽下游宜昌-杨家脑河段平面二维水沙数学模型。利用三峡工程蓄水前后2002-2004年河段实测水沙资料对数学模型进行了验证,预测了三峡工程运用2005-2014年本河段河床冲淤变化趋势,分析了河道... 采用有限体积法,基于曲线网格,建立了葛洲坝枢纽下游宜昌-杨家脑河段平面二维水沙数学模型。利用三峡工程蓄水前后2002-2004年河段实测水沙资料对数学模型进行了验证,预测了三峡工程运用2005-2014年本河段河床冲淤变化趋势,分析了河道冲刷后宜昌站枯水位、芦家河浅滩枯水比降等可能的变化趋势,模型成果可为河段治理对策及措施提供科学依据。 展开更多
关键词 葛洲坝下游 宜昌-杨家脑 芦家河浅滩 有限体积法 曲线网格 水沙数学模型
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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
13
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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水沙数学模型在线计算的初步实现 被引量:2
14
作者 万远扬 董耀华 戚定满 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2008年第1期16-20,共5页
利用混合语言编程、JavaScript脚本和PHP语言等技术,开创性地将河流水沙数学模型、可视化前后处理技术和计算机网络技术三者结合起来,初步实现了洪水演进、河道冲淤等水沙数学模型模拟的在线计算过程;并以长江中游下荆江藕池至监利河段... 利用混合语言编程、JavaScript脚本和PHP语言等技术,开创性地将河流水沙数学模型、可视化前后处理技术和计算机网络技术三者结合起来,初步实现了洪水演进、河道冲淤等水沙数学模型模拟的在线计算过程;并以长江中游下荆江藕池至监利河段为例,给出了该河段河道维护与管理在线计算平台的演示成果。 展开更多
关键词 水沙数学模型 在线计算 混合语言编程 PHP语言
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长江科学院河流水沙数学模型研究进展与展望 被引量:5
15
作者 董耀华 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2011年第10期7-16,共10页
自20世纪50年代末,长江科学院开始研发河流水沙数学模型,至今已有60多年不间断研发与应用历史,形成了"河流(HELIU)"系列软件。综述了长江科学院水库泥沙、河流一维、二维(、准)三维等水沙模型及其它水沙数学模型实例(包括河... 自20世纪50年代末,长江科学院开始研发河流水沙数学模型,至今已有60多年不间断研发与应用历史,形成了"河流(HELIU)"系列软件。综述了长江科学院水库泥沙、河流一维、二维(、准)三维等水沙模型及其它水沙数学模型实例(包括河流水沙估算模型、河流水沙专题数模研究、引进吸收的河流水沙数学模型),以及水沙数值模拟关键技术的研究进展。分析展望了河流水沙数学模型今后研发工作的4方面任务:构建模型体系、完善现有模型、拓展模型领域和研究关键技术。 展开更多
关键词 河流水沙数学模型 河流(HELIU)软件 水力学及河流动力学
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考虑溯源冲刷中河岸展宽的一维水沙数学模型研究 被引量:6
16
作者 祝求 余明辉 +1 位作者 马喜祥 杨国录 《泥沙研究》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期15-20,共6页
溯源冲刷是河道或水库下边界水位急剧下降而导致的一种自下而上的强烈冲刷现象,常伴随着河岸崩塌展宽。基于河岸展宽现象及其运动特点,在考虑溯源冲刷的一维非饱和输沙数学模型的基础上,拓展添加河岸展宽计算模块,以相关经验公式为判别... 溯源冲刷是河道或水库下边界水位急剧下降而导致的一种自下而上的强烈冲刷现象,常伴随着河岸崩塌展宽。基于河岸展宽现象及其运动特点,在考虑溯源冲刷的一维非饱和输沙数学模型的基础上,拓展添加河岸展宽计算模块,以相关经验公式为判别条件,提出河岸展宽的计算方法,实现河岸展宽、溯源冲刷与常规沿程冲淤计算自动优选功能。经与某多沙水库实测资料对比表明,对于存在溯源冲刷且伴随河岸展宽的河段,拓展模型计算结果在出库沙量、河床纵剖面及横断面形态等方面与实测资料吻合更好。 展开更多
关键词 溯源冲刷 河岸展宽 水沙数学模型
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水沙数学模型的认知与建立 被引量:1
17
作者 华厦 蓝尹余 +1 位作者 黄惠明 王义刚 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第22期1-10,共10页
针对模型认知、选取、网格划分、参数设定、模型率定和验证等方面对水沙数学模型国内外研究成果以及应用经验进行总结归纳,并指出常见误区.水流泥沙数学模型的建立应当以能够反映客观物理过程为出发点,模型使用者需要掌握一定的水流泥... 针对模型认知、选取、网格划分、参数设定、模型率定和验证等方面对水沙数学模型国内外研究成果以及应用经验进行总结归纳,并指出常见误区.水流泥沙数学模型的建立应当以能够反映客观物理过程为出发点,模型使用者需要掌握一定的水流泥沙基础知识,充分了解研究区域的水流泥沙运动情况,合理高效建模. 展开更多
关键词 水沙数学模型 模型认知 模型选取 网格划分 参数设置 误区纠正
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一二维水沙数学模型在长江的研究与应用 被引量:3
18
作者 董炳江 许全喜 袁晶 《水文》 CSCD 北大核心 2011年第S1期92-95,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 水沙数学模型 一维 二维 泥沙冲淤
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黄河尾闾段一维耦合水沙数学模型研究及其应用 被引量:3
19
作者 杨卓媛 夏军强 +1 位作者 周美蓉 万占伟 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1726-1737,共12页
小浪底水库于1999年运用以后,该河道经历了长时间持续冲刷过程.为掌握小浪底水库运用后黄河尾闾段洪水演进特点及河床冲淤规律,采用一维水沙数学模型研究是一条重要的途径.本研究首先采用浑水控制方程,建立了一维耦合水沙数学模型,并利... 小浪底水库于1999年运用以后,该河道经历了长时间持续冲刷过程.为掌握小浪底水库运用后黄河尾闾段洪水演进特点及河床冲淤规律,采用一维水沙数学模型研究是一条重要的途径.本研究首先采用浑水控制方程,建立了一维耦合水沙数学模型,并利用2003年利津-西河口段汛期实测水沙及汛前断面地形资料对该模型进行率定,计算的流量、水位及含沙量等过程与实测值吻合较好;然后采用2015年利津-汊3段汛期实测资料对该模型进行验证,结果显示水位与冲淤量计算值与实测值较为符合;最后基于2015年实测洪水过程,计算了若干组不同断面间距下的洪水演进及冲淤过程,分析了不同断面间距对沿程水位及河段冲淤量等计算结果的影响,结果表明:采用不同断面间距对水位计算结果影响较小,而对冲淤量计算结果会产生一定影响;在河段水沙及冲淤特性复杂的情况下,采用一维数学水沙模型计算时应考虑断面间距的选择. 展开更多
关键词 洪水演进 河床冲淤 一维数学水沙模型 黄河尾闾段 断面间距 小浪底水库
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松花江哈尔滨河段水沙运动数学模型分析 被引量:6
20
作者 丁昌春 张磊 +1 位作者 郑广智 关见朝 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2021年第12期157-165,共9页
为了研究松花江干流哈尔滨河段在不同来水来沙条件下的水动力特征及河床冲淤变化规律,分析下游大顶子山水库对河段河势变化的影响问题,本文构建了松花江干流哈尔滨段平面二维水沙数学模型,利用数学模拟方法,针对大顶子山水库不同坝前水... 为了研究松花江干流哈尔滨河段在不同来水来沙条件下的水动力特征及河床冲淤变化规律,分析下游大顶子山水库对河段河势变化的影响问题,本文构建了松花江干流哈尔滨段平面二维水沙数学模型,利用数学模拟方法,针对大顶子山水库不同坝前水位、不同来水流量条件开展了定床和动床计算。结果表明:(1)当来水流量小于2 000 m^(3)/s时,江水归槽,河段内流速多在1.20 m/s以下;当来水流量增大至4 000 m^(3)/s时,主槽内大部流速逐渐增大至1.0~1.6 m/s左右;(2)相同来流量条件下,大顶子山水库坝前水位越低,研究河段进出口的水位差更大,这与水库坝前水位低时水库回水范围小有关;(3)松花江干流哈尔滨段河势总体稳定,河道主槽冲淤变化不大,其中滩岛迎流位置多有冲刷,岛尾略有淤积,局部深点有淤平趋势,主槽内冲淤厚度多在1m以内。 展开更多
关键词 松花江哈尔滨河段 水沙数学模型 水沙运动
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