黄河上游大柳树-沙坡头河段河床变形数值模拟

对黄河宁夏境内具有连续弯道的大柳树一沙坡头河段的泥沙运移及河床变形等进行了平面二维数值模拟研究．建立了修正的平面二维RNGκ-ε紊流泥沙数学模型,其中水流模块采用修正的RNGκ-ε紊流模型,泥沙模块采用全沙模型,考虑了不同粒径组悬移质和推移质运移对河床变形的影响。数值模拟结果与实测结果比较吻合。表明该模型可以用于模拟具有连续弯道的多沙河流泥沙运移及河床演变过程;在4种典型工况下分别进行了数值模拟,研究了不同水沙条件对水沙运移及河床变形的影响;吸取了关于泥沙数学模型中水流模块和泥沙模块的耦合式算法和分离式算法的优点,建立了一种半耦合算法,其计算量比耦合式算法大大减小,计算精度上比分离式算法要高。     

头屯河水库淤积变形的一维非恒定数值模拟

在水库一维非恒定水沙数学模型的基础上,运用Preissmann四点偏心差分格式离散水流方程,并用追赶法求解;对悬移质泥沙运动方程,采用相邻时层之间用差分法求解,而在同一时层上求其分析解,不仅可以避免含沙量计算结果的不合理,而且计算量也大大减少,水流方程与泥沙方程用非耦合方法求解;并用该模型对头屯河水库淤积变形进行了验证计算,与实测资料吻合较好.     

龙江流域整治项目水流泥沙数值模拟研究

建立了福清市龙江利桥~福清湾河段二维水流泥沙数学模型,给出了数学模型的基本原理,包括控制方程、边界条件、初始条件等对模型中几个关键问题提出了处理方法。模型验证表明,计算的水位、流速分布与实测值吻合较好,河床变形计算结果和调查结果基本一致。总结了福清市龙江利桥~福清湾河段自然条件,计算分析了龙江设计水文参数,确定了不同频率下的模型上游流量过程、设计潮位和潮型。计算了不同洪潮组合条件下的龙江河口段水位、流速、流态、水流动力轴线等,利用泥沙数学模型计算了河道冲淤厚度等,并对各方案进行了比选,推荐了最优方案,为工可设计研究提供依据。     

日本有关河流泥沙的监控

河流泥沙的运移 ,造就了河川生态景观环境 ,同时也存在下游泥沙灾害。到目前为止 ,人们还没有全面系统地掌握流沙系统的移动规律。日本学者本乡国男先生对河道流沙系统进行了研究。以日本姬河为研究对象 ,利用摄像机、航片、超声波、雷达、振动计等设备对河床实施动态监控 ;对泥沙粒径分析进行监测。通过对监测结果的资料整编分析 ,可实现河流系统监控。     

多沙水库非恒定水沙动床数学模型研究

通过选取水流挟沙力、动床糙率等计算公式,考虑河槽在冲淤过程中河宽变化规律的模拟,并着重克服以往数模取恢复饱和系数小于1等理论上的不足,使准二维非恒定水沙动床数学模型在计算多沙水库的水沙运动时符合天然实际,定量结果更为可靠。然后,利用典型水库——黄河三门峡水库1994~1999年实测水沙系列及相应资料,对数学模型进行验证计算,以便该数模能够正确模拟原型泥沙冲淤变化、水位变化、泥沙级配变化、含沙量沿程变化、河床形态调整变化等规律。