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基于水动力数值模拟的罗源湾水体交换周期及纳潮量计算

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水资源保护 2022年第3期38卷 125-130页

作者：陈志琦逄勇张倩孙凡吴昌淦河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学环境学院江苏南京210098

为了分析罗源湾水动力特性及流场情况,建立了基于Mike21的罗源湾水动力数学模型,经率定得到模型湾内海域Smagorinsky系数为0.28,糙率为0.024~0.035,风拖曳系数为0.0010~0.0015。利用该模型模拟计算了罗源湾水体交换周期及纳潮量,结果表... 详细信息

为了分析罗源湾水动力特性及流场情况,建立了基于Mike21的罗源湾水动力数学模型,经率定得到模型湾内海域Smagorinsky系数为0.28,糙率为0.024~0.035,风拖曳系数为0.0010~0.0015。利用该模型模拟计算了罗源湾水体交换周期及纳潮量,结果表明:涨落潮时,罗源湾流速在0.20~1.56 m/s,湾口及可门水道水动力条件好,北岸及西北角水动力条件较差,北岸受湾外海域潮波影响程度低于南岸;罗源湾水体半交换周期约为15 d,15 d、30 d、45 d和60 d后罗源湾水体平均交换率分别为48.5%、69.3%、78.8%和85.5%;秋季时罗源湾平均纳潮量为5.73亿m^(3),大潮纳潮量为7.07亿m^(3),小潮纳潮量为4.40亿m^(3)。建议在罗源湾入海污染源通量管控过程中,综合考虑海域自身水动力条件,合理控制罗源湾西北角入海污染物排放量。

关键词：水体交换周期平均交换率纳潮量水动力数值模拟罗源湾

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含泄水建筑物的复杂缓流河网水动力数值模拟

水力发电学报 2013年第6期32卷 146-150页

作者：朱德军陈永灿俞茜刘昭伟清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

由于存在回水效应,复杂缓流河网的水动力数值模拟一直是个难题,河网中常存在各种建筑物,这也增加了河网模拟的难度。本文应用JPWSPC(汊点水位预测校正)法来统一处理汊点以及河网中建筑物的连接条件,通过水位预测和校正,使各河道离散方... 详细信息

由于存在回水效应,复杂缓流河网的水动力数值模拟一直是个难题,河网中常存在各种建筑物,这也增加了河网模拟的难度。本文应用JPWSPC(汊点水位预测校正)法来统一处理汊点以及河网中建筑物的连接条件,通过水位预测和校正,使各河道离散方程组封闭并保持系数矩阵的带状特征,物理上相互联系的各河道被数值解耦,同时利用特征线理论使各河道间的连接条件得到满足,文中采用典型的算例对方法进行了验证,计算结果表明JPWSPC方法可以很好地应用于含建筑物的复杂缓流河网水动力模拟。

关键词：水动力学河网建筑物缓流水动力数值模拟汊点水位预测-校正法

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海岸河口水动力数值模拟的研究方向

中国港湾建设 2002年第4期22卷 15-18页

作者：曹祖德孔令双李蓓李孟国交通部天津水运工程科学研究所天津300456 青岛建工学院山东青岛266003

海岸河口水动力数值模拟的发展新动向 :(1)发展高、新、精、细模型 ;(2 )开发多因素过程模拟 ;(3)建立与物模结合的复合模型 ;(4)实现智能型可视化模拟系统 ;(5 )

关键词：海岸河口水动力数值模拟复合模型智能型模拟可视化数值模拟随机数值模拟水力学地貌演变

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基于MapGIS平台的水动力数值模拟研究

基于MapGIS平台的水动力数值模拟研究

作者：田园天津大学

学位级别：硕士

与地理信息系统(GIS)相结合,实现水动力数值模拟的信息化对于实际工程的规划、设计和管理有重要的实用价值,是目前的研究热点。本文以天津大学计算流体力学课题组开发的水动力数学模型和国产的MapGIS软件系统为基础,在该方面开展了较为... 详细信息

与地理信息系统(GIS)相结合,实现水动力数值模拟的信息化对于实际工程的规划、设计和管理有重要的实用价值,是目前的研究热点。本文以天津大学计算流体力学课题组开发的水动力数学模型和国产的MapGIS软件系统为基础,在该方面开展了较为深入的研究工作。对水动力数学模型的输入和输出数据特性进行了分析,并对地理信息系统的理论及其二次开发技术进行了深入地研究,在此基础上设计了数据处理模块,并利用VC开发了基于MapGIS平台的水动力数值模拟系统,实现了空间分析、图形处理、属性库管理、数据库管理、地图库管理、图像显示、文件转换等功能模块。同时,结合该领域用户的特性,设计并实现了具有MFC风格的界面,开发了基于MapGIS平台的水动力数值模拟系统。地面径流的计算是GIS在水动力学领域的一个重要应用,国外知名的GIS软件都提供了相关的功能模块,而国产GIS软件在这方面存在空白。本文在对国外主流GIS系统中地表径流的计算方法进行分析的基础上,选取D8坡面径流模型,在国产MapGIS平台中实现了地表径流路径的计算。

关键词：水动力数值模拟地理信息系统数据处理 MapGIS D8模型

基于水动力数值模拟的罗布泊古湖体风应力状态重建

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基于水动力数值模拟的罗布泊古湖体风应力状态重建

作者：李梦中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

罗布泊地处新疆省若羌县,曾经是一片汪洋大湖,养育了人口众多的楼兰古国,但随着塔里木河的断流以及罗布泊补给量减少,罗布泊逐渐干涸,变得干旱少雨、人迹罕至,罗布泊地区仅留下了罕见的“大耳朵”和漫无边际的盐壳彰显着曾经的辉煌。自... 详细信息

罗布泊地处新疆省若羌县,曾经是一片汪洋大湖,养育了人口众多的楼兰古国,但随着塔里木河的断流以及罗布泊补给量减少,罗布泊逐渐干涸,变得干旱少雨、人迹罕至,罗布泊地区仅留下了罕见的“大耳朵”和漫无边际的盐壳彰显着曾经的辉煌。自古以来,人类从未停止过对罗布泊“大耳朵”的科学考察和研究。罗布泊地区独具特色的“大耳朵”极具研究意义,其特殊纹理的形成被认为是湖岸阶地区域的湖水退缩痕迹。在以往的研究中,由于高程数据精度的限制,导致罗布泊“大耳朵”状纹理一直被认为是等高线,随着高精度DEM的获取和更深入的研究,王龙飞通过GLAS数据分析得出罗布泊地区“同环不同高”的现象,且高差值约为1m,此地地形并不像我们认为的是湖面留下的等高纹理,其形成原因及机制需更进一步的研究。本文通过水动力数值模拟方法得到罗布泊“大耳朵”某条环纹形成时期的风应力状态,主要得出以下结论。(1)通过罗布泊高精度DEM分析得出,罗布泊确有“同环不同高”现象,从外环到内环,其高差呈现不断减小而后增大的现象。其形成原因可能为地质作用、人为作用等某种导致,通过分析得出其最有可能是由于罗布泊漫长干涸时期内风应力导致湖面偏移。(2)通过利用水动力数值模拟得出对E1来说,主风向(即68。)风速设置大约为11m/s时,经过水动力数值模拟之后形成的西南方向湖面基本与环纹类似。次主风向(331。)风速设置大约为12m/s时,经过水动力数值模拟之后形成的东南方向湖面基本与环纹类似。同理可得E2的主风向和次主风向风速分别为11m/s及11.5m/s,两者极为相似,说明形成两条环纹的气候变化差异较小或两者形成时期较为接近。(3)塔里木地区风应力状态在罗布泊干涸时期变化不大,但仍然有所变化,其NNW方向变化较为主风向更加突出,两条环纹之间形成时期气候主要在西北风,罗布泊地区西北风受太平洋环流和蒙古高压影响,故两条环纹形成时期全球气候大背景有所差异。

关键词：罗布泊 “大耳朵” “同环不同高” 水动力数值模拟风应力

长江口太仓岸段险工成因分析——基于水动力数值模拟的研究

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建模与仿真 2021年第2期10卷 586-596页

作者：张东来张东锋长沙理工大学水利工程学院湖南长沙长江水利委员会水文局长江口水文水资源勘测局上海

长江口太仓港的岸线及水深资源对长三角地区的经济发展具有重要的作用,研究该河段的河道变化特征,特别是险工河段的成因具有重要的意义。通过建立太仓岸段精细水动力模型,分别考虑现状条件(2016年)和不受人类活动影响(1997年)的自然条件... 详细信息

长江口太仓港的岸线及水深资源对长三角地区的经济发展具有重要的作用,研究该河段的河道变化特征,特别是险工河段的成因具有重要的意义。通过建立太仓岸段精细水动力模型,分别考虑现状条件(2016年)和不受人类活动影响(1997年)的自然条件下,模拟分析了在不同上游来水条件下的水动力变化特征。模拟结果显示在新泾口和荡茜口附近流速增大明显,动力条件增强,意味着码头前沿河床有快速冲刷的危险,监测结果也显示了上述区域的冲刷险情加剧趋势,对码头安全运行带来严重隐患。由此可知,太仓岸段水流变化特征和险工岸段的分布有密切联系。

关键词：险工险情水动力数值模拟长江口太仓段

基于水动力数值模拟的沙河流域城镇内涝治理研究

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陕西水利 2022年第12期 80-82页

作者：王艳广东省水利电力勘测设计研究院广东广州510635

基于水动力数值模拟计算,利用MIKE11软件建立一维水动力计算模型,对沙河流域中下游发展中地区博罗县龙溪街道片区河网进行概化模拟,利用该模型模拟水闸泵站、水系联通等工程前后区域河网水位变化情况。结果表明,近、远期规划措施能有效... 详细信息

基于水动力数值模拟计算,利用MIKE11软件建立一维水动力计算模型,对沙河流域中下游发展中地区博罗县龙溪街道片区河网进行概化模拟,利用该模型模拟水闸泵站、水系联通等工程前后区域河网水位变化情况。结果表明,近、远期规划措施能有效缓解区域排涝压力,可为区域城镇发展过程中城市内涝治理提供科学依据。

关键词：水动力数值模拟城市内涝发展中城镇综合措施

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复杂河网水动力数值模型

水科学进展 2011年第2期22卷 203-207页

作者：朱德军陈永灿王智勇刘昭伟清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

利用汊点水位预测-校正(junction-point water stage prediction and correction,JPWSPC)法处理缓流河网汊点处的回流效应,采用Preissmann格式离散Saint-Venant方程组,并采用Newton-Raphson方法求解非线性离散方程,构建了非恒定河网水动力模型。模型既无需特殊的河道编码,又避免了建立和求解总体矩阵。与常用的分级解法模型相比,保留了其既适用于树状又适用于环状河网的优点,同时克服了分级解法需要建立和求解河网总体矩阵的缺点,显著提高了稳定性和计算效率。

关键词：树状河网环状河网水动力数值模拟汊点水位预测-校正法

潮滩围垦对杭州湾北岸越浪影响及其防洪修复研究

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地理研究 2023年第12期42卷 3165-3181页

作者：陆迪文张敏米婕温家洪朱琴上海师范大学环境与地理科学学院上海200234 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广州511458

潮滩围垦对海岸带洪涝灾害风险增加影响显著,尤其在未来海平面上升和风暴潮加剧背景下,对新围低地越浪评估具有重要意义。本文以上海杭州湾北岸为例,通过建立近岸波浪传播-水动力耦合的数值模型,利用实测海堤高度、遥感解译的潮滩面积... 详细信息

潮滩围垦对海岸带洪涝灾害风险增加影响显著,尤其在未来海平面上升和风暴潮加剧背景下,对新围低地越浪评估具有重要意义。本文以上海杭州湾北岸为例,通过建立近岸波浪传播-水动力耦合的数值模型,利用实测海堤高度、遥感解译的潮滩面积和植被变化及未来预测的海平面上升和堤坝沉降,设置多重现期情景,评估现在及未来杭州湾北岸发生越浪的范围和强度变化。结果表明:潮间带及上覆盐沼作为重要的风浪缓冲带,对降低越浪具有积极作用;近35年来杭州湾北岸潮滩围垦增加了目前及未来发生越浪的范围,例如在200年重现期风暴潮影响下,2020年几乎不发生大规模越浪灾害,但到2050年上海金山滨海公园岸段越浪高度可达0.12 m,到2100年接近30%的岸段存在严重越浪灾害,其中金山滨海公园和奉贤岸段最大越浪高度接近1 m。基于近岸波浪高度小于本地堤顶高度的原则,采用潮滩修复和种植盐沼植被的软措施提高设防能力。结果表明到2050年需重点修复金山滨海公园附近约13.5 km长岸线,平均拓宽(抬升)潮滩约0.7 km(1.3 m);到2100年需整体修复杭州湾岸线,修复长度约100 km,平均拓宽0.5~1 km,抬升潮滩1.3 m,且需在重点越浪区种植海三棱藨草增加底摩擦阻力,但在金山滨海公园和奉贤岸段总水位仍十分接近堤顶高度,需同时加高、加固本地硬质海堤,构建潮滩-植被-海堤一体化复合型防洪综合体降低本地洪涝灾害。

关键词：绿色堤防生态修复水动力数值模拟潮滩围垦盐藻植被