水文季节性节律下鄱阳湖水流特性研究

摘要

本文采用自适应网格的Godunov型有限体积浅水方程为水流控制方程;通过对控制方程进行水位改进,保证水量守恒,适于辨识季节性的碟形湖;采用MUSCL-Hancock预测-校正格式对浅水控制方程进行离散,保证时空二阶精度,适于复杂的流态变化;通过基于局部Froude数的水深-水位加权变量重构并结合minmod限制器,保证格式的TVD特性,避免间断解或大梯度解附近产生非物理虚假振荡,以适应于季节动态变化性:采用HLLC近似黎曼算子计算界面通量,运用半隐式格式处理摩阻项,结合CFL稳定条件给出数值模型的自适应时间步长方法,保证数值计算的稳定性,以实现干湿界面动态边界变化.结合"湖流-水质"监测系统原形数据资料进行参数率定与模型检验,模拟水文季节性节律下的鄱阳湖水流运动.研究结果表明:模型对河相与湖相下的水流运动具有较好的模拟效果,为进一步研究以湿地植物生长过程与水文动力过程及水环境过程模拟的交互作用机理提供了科学理论与技术支撑.