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基于mike21fm的来宾电厂扩建工程温排水数值模拟研究

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环境科学研究 2009年第3期22卷 332-336页

作者：王庆改戴文楠赵晓宏丁峰李时蓓赵越环境保护部环境工程评估中心北京100012

应用mike21fm 2008对来宾电厂温排水的环境影响进行数值模拟,建立了以三角形/四边形混合网格为基础的地形文件,率定了模型参数(糙率和涡粘系数),建立了水动力模型,开展了温排水的数值模拟预测,模拟2种工况(夏季90%枯水和全年90%枯水)条... 详细信息

应用mike21fm 2008对来宾电厂温排水的环境影响进行数值模拟,建立了以三角形/四边形混合网格为基础的地形文件,率定了模型参数(糙率和涡粘系数),建立了水动力模型,开展了温排水的数值模拟预测,模拟2种工况(夏季90%枯水和全年90%枯水)条件下的温排水对河流水环境的影响过程,根据模型预测结果可以得出不同温升线包络的范围以及不同河流来水量情况下电厂温排水对河流水环境的影响程度.提出把mike21fm模型软件应用到环境影响评价领域的实现方法和应用过程,明确在环境影响评价过程中二维水域环境影响预测应该关注的重点,以及对原始数据资料的需求.

关键词：来宾电厂 mike21fm 温排水数值模拟

基于mike21fm的北京市南水北调配套工程大宁水库突发性水污染事故模拟

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南水北调与水利科技 2013年第4期11卷 67-71页

作者：于磊顾华楼春华王国强北京市水科学技术研究院北京100048 北京师范大学水科学研究院北京100875

大宁水库库尾位于交通节点附近,存在交通事故引发突发性水污染事故的风险。从风险防范与管理角度,利用mike21fm模型,以5t硝基苯泄露为例,考虑风、水库调度因素,设定5个情景开展突发事故污染物扩散规律研究。结果表明:(1)不同情景污染物... 详细信息

大宁水库库尾位于交通节点附近,存在交通事故引发突发性水污染事故的风险。从风险防范与管理角度,利用mike21fm模型,以5t硝基苯泄露为例,考虑风、水库调度因素,设定5个情景开展突发事故污染物扩散规律研究。结果表明:(1)不同情景污染物扩散速度和超标水域面积相差较大。无风、不调度情景下,库区水体接近静止,污染物扩散速度最慢;水库向大宁调压池输水20m3/s,西北风12.3m/s情景下,污染物扩散速度最快。(2)与常规调度相比,风速和风向对污染物的扩散影响更大。同样风速情况下,西北风较东北风更利于污染物的扩散。(3)正常情况下(即风速不超过2.56m/s,调水不超过20m3/s),5t硝基苯泄露应急响应时间在15h以上,最不利情况下(风速为20年最大平均风速12.3m/s且调水20m3/s),应急响应时间为4～9h。根据研究结果,一方面建议加强库尾交通疏导,加固桥梁护栏,降低交通事故发生概率;另一方面,建议在现有监测站点规划基础上,新增库尾自动监测站一处。

关键词：北京市南水北调配套工程大宁水库突发水污染事故模拟 mike21fm

基于mike21fm数值模拟的某灌区引水口布置优化

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水电能源科学 2018年第3期36卷 118-122页

作者：罗铭黄尔李刚四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

鉴于引水渠道引水口附近存在较为复杂的流场,且该流场对引水口附近的堤防建设有显著影响,利用mike21fm对乌苏里江某引水口进行数值模拟分析,得到了渠道分流比和引水口附近水面线、流速、流向等详细的流场数据。结果表明,渠道分流比过大... 详细信息

鉴于引水渠道引水口附近存在较为复杂的流场,且该流场对引水口附近的堤防建设有显著影响,利用mike21fm对乌苏里江某引水口进行数值模拟分析,得到了渠道分流比和引水口附近水面线、流速、流向等详细的流场数据。结果表明,渠道分流比过大,渠道进口处水面流速梯度较大,水流出现的侧向收缩产生了局部水头损失,不利于水流的平稳流动,据此提出了两种优化方案,并进行了数值试验验证,确定了最优方案为方案2,可有效减少局部水头损失。

关键词：引水口流场数据 mike21fm 数值模拟优化

基于mike21fm的山区小流域涉水工程防洪影响研究

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基于Mike21FM的山区小流域涉水工程防洪影响研究

作者：张大茹中国水利水电科学研究院

学位级别：硕士

近年来,随着山区经济的发展和极端气候(如局地暴雨)的变化,水系极端水文事件和灾害发生频率不断加剧。2012年北京“7·21”特大暴雨引发了重大自然灾害,房山等重灾区多条河流暴发山洪,局部地区发生泥石流,导致河道防洪设施损毁严重,威... 详细信息

近年来,随着山区经济的发展和极端气候(如局地暴雨)的变化,水系极端水文事件和灾害发生频率不断加剧。2012年北京“7·21”特大暴雨引发了重大自然灾害,房山等重灾区多条河流暴发山洪,局部地区发生泥石流,导致河道防洪设施损毁严重,威胁下游防洪安全;道路、桥梁基础设施严重受损,交通阻断;冲毁耕地、房屋等,造成人民生命财产损失。目前,防洪影响研究主要集中于资料丰富的大江大河及其重要涉水工程,对资料缺乏而防洪问题日益突出的山区小流域及其涉水工程研究较少。本文选定在北京“7·21”特大暴雨中受灾最严重的小流域之-房山区红螺谷小流域内河段为研究对象,采用基于非结构化网格的mike21fm平面二维水动力学数学模型,在收集流域水文气候、治理规划资料和现场勘察的基础上,对山区小流域涉水工程进行防洪影响研究。主要研究内容和结论如下：1.基于红螺谷小流域在北京市"7·21”暴雨后的水毁调查和原因分析,得出降雨强度大、流域防洪标准低、河道束窄严重、河道涉水工程导致的行洪空间不足和流域可供输移的松散堆积物过多等是造成红螺谷小流域水毁严重的重要致灾因子。2.以红螺谷小流域主沟道为模型计算范围,以10a一遇设计洪水标准、“7·21”实测洪峰流量为模型的边界控制条件,利用mike21fm建立红螺谷小流域河道平面二维水流数学模型,并对河道涉水工程进行合理概化,对模型参数进行率定并验证,同时模拟计算10a一遇和20a一遇洪水过程。因研究河段缺少实测资料,模型验证时采用与10a一遇洪峰流量下基于HEC-RAS软件推求的沿程水位进行对比,结果满足水面线相似要求。因此,平面二维水流数学模型的涡黏系数取0.28,主、边滩模型曼宁系数分别取33.3m1/3/s和22.2m1/3/s。3.采用mike21fm模型对跨河工程、跌水工程和临河建筑物等三类涉水工程建设前后对水位、流速流态变化的影响进行模拟,分析现状河道的行洪能力和涉水工程的阻水作用,结果表明：(1)红螺谷小流域现状河道不满足10a一遇的洪水设计标准,在“7·21”洪水条件下河道涉水建筑物及桥梁、田地等损毁严重。山区河道跨河工程对防洪影响较大,其中大型跨河工程阻水作用最为明显,大型桥梁壅水过大,表明位置设置严重不合理,在原有过水断面不能满足行洪要求的情况下,大桥的建设使淹没范围和淹没水深进一步增加。中小型桥梁的阻水作用受桥墩尺寸、墩头形式、上下游桥梁之间距离影响,同时壅水高度和范围随斜交角度的增加而加大,不仅影响到行洪安全,也是导致桥梁损毁的直接原因。漫水桥的阻水作用较中小桥梁明显,并随设计高度的增加而增大。(2)设计三类跌坎尺寸和形式：①现状条件的6道跌坎、高度为1.0m的跌水(方案一)：②6道跌坎、设计高度为0.5m的跌水(方案二);③3道跌坎、设计高度为1.0m的跌水(方案三),并开展对建成初期和淤平后水位、流速和淹没范围的变化模拟分析。结果表明：跌坎上游水位明显壅高甚至溢流,流速减小,壅水值和壅水范围随跌坎高度的增加而加大,而下游出现跌水,且流速明显增加;不论是建成初期还是淤平后,现状跌坎形式对各水力要素影响最大,其次是方案三,方案二影响相对较小;同一方案下,建成初期壅水仅能影响一定区域,而淤平后较建成初期沿程水位显著抬升,溢流范围明显增加。因此现状跌坎形式不满足防洪要求。(3)对临河建筑物的防洪分析表明,洪水标准为10a一遇时,黄山店立马水泥厂建筑物群和黄山店永久避险安置房附近建筑物群严重挤占河道行洪空间,导致断面过流能力不足,增加了主河槽的行洪压力,河道两岸溢流严重;拴马庄村建筑物群的建设对河道行洪影响不大,但河道溢流洪水进入村庄没有宣泄通道,威胁村庄安全,应在河道溢流点建设护村堤等拦挡措施。4.应用数学模型对10a一遇和20a一遇设计洪水过程进行模拟计算,得出河道不同位置的水力要素,包括水位、流速、流向、流量等。通过分析不同设计洪水条件下水面线、沿程流速和过流能力,为主要涉水工程优化布局提供参考;通过对不同区域淹没情况分析,为护岸、堤防设计提供依据;通过河道整治过水断面优化分析,为河道拓宽加深设计提供依据。

关键词： mike21fm 山区小流域 “7·21”特大暴雨防洪影响涉水工程

基于mike21fm的山区河道治理方案应用研究

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基于MIKE21FM的山区河道治理方案应用研究

作者：张豪杰华北水利水电大学

学位级别：硕士

近年来,随着经济的发展和极端气候的不断加剧,河道附近居民防洪意识淡薄,中小河流水系洪涝灾害发生频率不断增加。在中小河流治理中不仅要考虑满足防洪安全的需要,更要从发挥河流功能、保证河流健康、保护河流生态物种多样性的要求出发... 详细信息

近年来,随着经济的发展和极端气候的不断加剧,河道附近居民防洪意识淡薄,中小河流水系洪涝灾害发生频率不断增加。在中小河流治理中不仅要考虑满足防洪安全的需要,更要从发挥河流功能、保证河流健康、保护河流生态物种多样性的要求出发,摒弃传统的“渠化、硬化、白化”的单一河道治理模式,因地制宜的采用河道防洪治理方案。目前,河道防洪治理规划研究主要集中于水文数据、地形资料丰富的大江大河及其相关涉水工程,对资料匮乏而防洪问题日益凸显的山区小流域河道研究较少。河道洪水数值模拟是河道防洪管理、防汛预警的重要技术手段,当前河道洪水过程模拟主要以圣维南方程原理的水动力学方法为主。本文研究了河道洪水的水文过程和水动力的过程机理,采用数值模拟的方法来计算河道洪水演进过程,通过模拟结果了解现有河道过流情况,分析现有河道的防洪能力,以此预测洪水灾害范围,从而达到预防的目的。本文选定涧口河为研究对象,基于雷诺平均应力方程,构建mike21fm水动力学数学模型模拟计算河道洪水演进过程,通过分析治理前河道洪水模拟结果,了解河流现状过流能力和防洪除涝达标情况,进行治理规划和防洪影响研究,并对防洪治理后进行洪水演进模拟,保障防洪治理方案的可行性。研究的主要内容包括:1、计算无水文资料地区的设计洪水过程线,应用SMS11.2将河道区域岸线、地形高程xyz数据文件,进行网格剖分差值及网格优化,制作不规则的三角网格mesh地形文件,并结合相关资料对糙率、时间步长、初始条件等相关参数进行取值,构建mike21 fm模型进行洪水演进模拟研究。2、应用传统的洪水演进方法计算洪水演进过程,和HEC-RAS对河道进行水利模拟,并将其结果与mike21模拟结果进行对比分析,分析模拟结果的合理性,验证mike21fm洪水模拟的可行性。3、洪水演进模拟结果分析。分析原地形河道洪水演进结果,绘制河道淹没分析图和统计河道的淹没情况。4、防洪治理方案规划。分析河道20年一遇洪水淹没情况,制定合理的河道防洪治理方案,并对防洪治理方案进行洪水数值模拟分析,对防洪治理方案与传统方案进行工程投资对比分析,提出了一种基于mike21的集河道现状问题观察、洪水演进探索、防洪方案设计、方案设计模拟验证于一体的洪水演进河道防洪治理工程应用新方法。5、洪水演进模拟结果可视化研究。应用mike Animator Plus进行河道洪水演进的三维展示,实现洪水演进动态可视化。

关键词： mike21fm HEC-RAS 洪水淹没分析防洪治理 mike Animator Plus

mike21fm和SMS软件在机荷高速桥梁工程防洪评价数值模拟中的应用

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水利技术监督 2021年第3期29卷 41-45页

作者：邓新超深圳市水务规划设计院股份有限公司广东深圳518022

为分析机荷高速桥梁工程对桥下河道行洪影响,采用SMS软件对模拟区域进行地形处理,形成非矩形网格,并对桥梁部分拔高概化,最后结合mike21fm对模型区域内进行洪水演进分析。模拟计算桥梁后桥墩处设计水位、壅水高度、流速及流态分布。针... 详细信息

为分析机荷高速桥梁工程对桥下河道行洪影响,采用SMS软件对模拟区域进行地形处理,形成非矩形网格,并对桥梁部分拔高概化,最后结合mike21fm对模型区域内进行洪水演进分析。模拟计算桥梁后桥墩处设计水位、壅水高度、流速及流态分布。针对计算结果,分析了桥墩处水位、流速流态等方面对河道行洪、河道排放口设施等影响提供依据。

关键词：防洪评价跨河桥梁 mike21fm SMS

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走马塘江边泵站二维水流数值模拟研究

水利技术监督 2024年第1期 203-204,234页

作者：张舒羽李明孙大勇和宝锋上海勘测设计研究院有限公司上海200434

为探讨走马塘江边泵站建设后泵站内侧工程区水动力情况,基于mike21fm软件建立走马塘江边泵站工程二维水动力数学模型,开展水流条件数值模拟研究。结果表明:所建模型能较好地反映工程附近水域的水流特征。随着水位的升高,节制闸上内河侧... 详细信息

为探讨走马塘江边泵站建设后泵站内侧工程区水动力情况,基于mike21fm软件建立走马塘江边泵站工程二维水动力数学模型,开展水流条件数值模拟研究。结果表明:所建模型能较好地反映工程附近水域的水流特征。随着水位的升高,节制闸上内河侧河道及内侧引河流速逐渐降低,水流流向总体平行于两侧堤岸,进入内侧引河后基本与泵站垂直,仅内侧引河右岸岸坡和翼墙连接段流场不均匀,存在局部环流。

关键词：流态分析数值模拟走马塘工程 mike21fm

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mike21 fm在桥梁壅水分析中的应用

中国农村水利水电 2015年第3期 161-163页

作者：王增钦深圳市水务规划设计院广东深圳518001

通过在深圳市坪山新区的坪山河上桥梁工程实例,应用mike21fm建立数学模型,分析桥墩在河道内产生的壅水高度。结果表明:mike21fm模型可以很好地拟合复杂地形,并保证物质通量守恒,且计算速度较快。

关键词： mike21fm 数学模型壅水分析

基于mike 21 fm模型的地表水影响预测

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环境科学与技术 2015年第S1期38卷 386-390页

作者：徐帅张凯赵仕沛黄河水资源保护科学研究院河南郑州450004 河南省环境保护科学研究院河南郑州450000

应用mike 21 fm水质模型进行地表水影响预测,建立了以三角形网格为基础的二维水动力模型范围地形文件,设置、率定和验证了模型参数(糙率系数、涡粘系数、时间步长、干湿边界、水深、流速、扩散系数和衰减系数),数值模拟黄河平均流量(50... 详细信息

应用mike 21 fm水质模型进行地表水影响预测,建立了以三角形网格为基础的二维水动力模型范围地形文件,设置、率定和验证了模型参数(糙率系数、涡粘系数、时间步长、干湿边界、水深、流速、扩散系数和衰减系数),数值模拟黄河平均流量(50%保证率)时正常工况和非正常工况条件下,入河污染物(COD、氨氮、石油类和全盐量)对黄河地表水环境的影响过程,根据模型预测结果可以得出不同工况条件下各类污染物的扩散影响分布范围,为合理预测污染物对地表水的影响提高了科学依据。

关键词：数值模拟 mike21fm 水动力模型水质预测