明渠恒定渐变流底坡计算研究

在渠道设计中,通常按明渠均匀流计算渠道底坡.当渠道较短时,不能形成均匀流,则需按恒定渐变流理论计算渠道底坡,至今尚未发现探讨该类问题的文献.因此本文结合工程实例,分析了四种类型的水面线和渠道底坡间的关系,以及相应的底坡搜索区间,最后用性能稳健的二分法计算出了渠道底坡值.     

计算明渠非恒定流的一个Lattice BGK模型

分析了Lattice Boltzmann(LB)方法的建模原理,通过比较LB的多尺度方程和明渠St.Venant方程,建立了计算一维明渠非恒定流的一个Lattice BGK模型。对几个典型应用实例进行了模拟分析,与Preissmann隐格式及特征线法作了比较,证明将该方法引入实际明渠非恒定流计算是可行的。     

明渠恒定紊流的总流控制方程与能量损失特性

为进一步深化对明渠总流控制方程的认识,探究总流能量损失的构成与分布特点,通过理论分析,在黏性流体力学理论的框架下构建了描述明渠恒定紊流总体特性的总流积分模型与总流微分模型的控制方程,其模型参数能直接通过流动统计特征量在过流断面上的分布来获取,由此实现明渠流的流场特性描述与总流描述的统一,并得到了总流能量损失的显示表达式。同时指出,总流能量损失由黏性耗散与维持紊动两部分构成,在矩形明渠恒定均匀流紊流的分类能量损失构成中,壁面上以黏性耗散部分为主,维持紊动部分的能量损失密度随着离开壁面距离的增加而快速增加,且随着雷诺数的增大,其增加速度也越快。     

明渠恒定紊流的总流控制方程与能量损失特性

为进一步深化对明渠总流控制方程的认识,探究总流能量损失的构成与分布特点,通过理论分析,在黏性流体力学理论的框架下构建了描述明渠恒定紊流总体特性的总流积分模型与总流微分模型的控制方程,其模型参数能直接通过流动统计特征量在过流断面上的分布来获取,由此实现明渠流的流场特性描述与总流描述的统一,并得到了总流能量损失的显示表达式。同时指出,总流能量损失由黏性耗散与维持紊动两部分构成,在矩形明渠恒定均匀流紊流的分类能量损失构成中,壁面上以黏性耗散部分为主,维持紊动部分的能量损失密度随着离开壁面距离的增加而快速增加,且随着雷诺数的增大,其增加速度也越快。     

二维明渠非恒定流的格子Boltzmann模拟

根据二维浅水波方程的特点,应用由格子Boltzmann方程展开的多尺度方程,建立了一个能模拟二维明渠非恒定流的格子Boltzmann模型。通过对一维溃坝波和二维圆形溃坝波的模拟分析,验证了该模型的有效性。以某水电站尾水渠为例,模拟分析了由机组甩负荷和增负荷引起的水位波动规律,为尾水渠的设计提供了依据。     

明渠非恒定流流速分布及推移质运动研究进展

明渠非恒定流流速分布及非恒定流作用下推移质运动分别是水力学和泥沙运动力学研究中的重要问题之一。近几十年来,国内外许多学者在这些领域做过很多探索,取得了一定进展,也存在较多问题。在总结相关研究成果的基础上,简述了明渠非恒定流试验方法、流速分布、床面切应力、非恒定流输沙与水流运动不同步现象、产生原因、以及非恒定流推移质输沙公式等方面的成果,指出了现有研究中存在的不足,提出了需要进一步研究的关键问题:应用先进的量测仪器,研究非恒定流作用下非均匀沙运动输移规律。     

水利工程曲底明槽水面线计算分析

目前常用的水力学传统方法计算明槽水面线的方法中,尚未系统提出曲底明槽水面线的计算方法,本文根据明渠非恒定流的基本微分方程,导出计算明槽水面线的基本方程,并进行了试验验证,计算结果能很好的符合实测水面线.     

"比降法"在三角洲联围水文分析计算中的改进

在三角洲联围水文计算中，用“比降法”取代误差较大的“平湖法”，并通过计算实例，介绍“比降法”计算原理和方法，推导计算公式，建模并借助计算机辅助计算手段，进行多种工况组合、多种工程规模组合的计算比较，算出围内各河涌水位过程，从而为选定工程的水闸规模、河涌断面、堤围高度等提供了依据。     

瞬态和稳态瑞利波探查方法应用比较

本文在简要叙述了瑞利波探测的应用发展历史和它的原理后,通过在日本福井县清水町一工地的瞬态瑞利波探查和稳态瑞利波探查方法试验对比。力求从实用角度出发对这两方法的有效性和经济性作一讨论和比较。     

承压稳定井流计算的无网格局部Petrov-Galerkin法

本文基于移动最小二乘形函数和加权残量法,针对承压稳定井流问题,构造了无网格局部Petrov-Galerkin法,并对井点采用了控制面积法。通过具体模型计算显示,该方法实施过程简单,又有较高的精度。     

澧水干流张家界至慈利河段洪水水面线分析

通过大量的实测大断面资料和洪水调查资料,应用多种方法,分析计算了澧水干流张家界至慈利河段(79km)的沿程洪水水面线,并计算了该河段内规划的宜冲桥水库建成后的洪水回水水面线,对湖南张家界地区水利和交通等工程的规划建设,具有较高的应用价值。     

时域克里格方法在地表水水质预测中的应用

给出了纯时间域中普通克里格方法(TOK)的基本形式和其变异函数的性质,再依据扎龙湿地5年水体中BOD、DO、COD质量浓度的观测数据,利用该方法对2005—2009年的变化趋势进行了预测,在满足最小方差的条件下,使估计是无偏的。结果表明,这5年内湿地水体中DO和BOD质量浓度变化趋势不明显,但COD质量浓度却明显上升,说明湿地的水质正在发生变化,要减少进入湿地的污水量,加强污水处理,这样才能防止水质的进一步恶化。     

文丘里法在河流流量推算中的应用

流量测验常见方法有常规水文缆道流速仪法、超声波时差法、声学多普勒流速(ADCP)、雷达波流速等,上述方法各有优缺点,适用于不同场合。文丘里现象被广泛用来测量封闭管道中单相稳定流体的流量,依据伯努利定律可知流速的增大伴随流体压力的降低,即受限流动在通过缩小的过流断面时流体出现流速增大的文丘里效应,根据该效应,可通过河段文氏等效,获得估算的天然河流水体流量。经实例验证,该方法计算精度较高,达到流量测验规范要求,可作为流量估算的一种辅助手段。     

利用多源大功率充电法定位复杂岩溶含水通道的方法

由于地下发育的岩溶形态空间分布存在不均匀性,导致地表地质调查很难确定地下岩溶含水通道的位置;而一般的地球物理方法受地形或地质条件的限制,在对岩溶含水通道进行探测时存在多解性,往往需要几种物探方法综合判断。本文尝试利用大功率充电法对岩溶含水通道进行快速准确的定位,并通过布设多个充电点来验证异常的可靠性;在布设测线的同时布设以充电点为圆心的弧形测线和平行直线测线,分析对比其优缺点;在数据分析之前分别对数据进行正常场改正和Fraser滤波处理。通过利用多源大功率充电法对洛潭水库复杂岩溶含水通道进行探测后发现：该方法可以快速准确地定位测区内岩溶含水通道的位置及走向,其中弧形测线能够更好地控制整个测区岩溶含水通道的走向,经过正常场改正和Fraser滤波处理后的平行直线测线观测结果也能很好地对异常进行定位;而“多源”观测能更好地甄别有效异常。经钻探及示踪法验证,该方法的探测结果是准确可靠的。     

岩溶山区地表水资源的计算方法

通过分析滏阳河岩溶山区的产流特征,探讨了该区地表水资源的计算方法,提出了在进行水资源评价时,首先依据水文地质资料,划定岩溶山区地下集水区范围,在该范围内再划分各河的地表集水区;进而分别计算出地下集水区的河川基流量及区内各河流的地表径流量,两者相加,便得到岩溶山区的地表水资源量。     

开敞水域中航槽流场的数值模拟

建立了一个模拟开敞水域中航槽流场的平面二维数学模型.利用该模型计算得到的流速分布与袁美琦、李安中等人试验值相吻合,并计算了相当于天然情况下(各种水深、挖深比及航槽与水流的不同交角)的流场,得到了各种航槽与水流交角、不同挖深比的航槽流速折减系数变化规律图,及各种航槽与水流交角、不同挖深比的航槽中流向与航槽轴线交角的变化规律图,为开敞水域中航槽选线设计提供了依据.     

地表水资源可利用量计算实用方法研究——以浙江省金华江流域为例

科学定义并分析计算地表水资源可利用量,是综合规划区域水资源节约、保护、配置、开发利用和治理及水资源承载能力分析的基础。以"扣损法"为基础,提出既能体现实际工况又能兼顾公平的"斩头去尾"水资源可利用量分析法,为流域水量分配及资格水权的确定提供水量依据。