天然河道

摘要： 天然河道断面几何形状快速变化条件下的一维复杂水流运动高精度数值模拟仍面临较大困难。基于Godunov格式,提出了基于守恒型圣维南方程的HLLC近似Riemann求解器的通量计算方法,将该求解器由浅水方程拓展至守恒型圣维南方程;提出了针对天然河道复杂断面几何形状下的变量空间重构方法:依据过流断面面积和静力矩等效原则将河道断面概化成矩形,通过线性插值构造单元界面处断面几何形状,根据水位重构结果计算界面两侧过流断面面积和静力矩的重构值,保证计算格式守恒。实例研究表明,天然河道断面几何形状快速变化条件下,该方法的计算结果与实测值吻合良好,同时对于混合水流运动具有较高模拟精度。研究成果为天然河道水动力及环境水力学高精度数值模拟提供了新的方法。

摘要： 以某天然河道堰坝重建工程二期施工为背景,分析了基坑降排水困难的原因,对几种可应用的降排水方案进行了分析对比并择优选定了施工方案,对本工程采用的降排水方案及施工工艺展开论述。实践表明,天然河道堰坝建设中,在围堰渗水量较大的情况下,采用打钢板桩、小围堰、堰坝基础埋设导流管相结合以及基坑内分期组织施工的方式,解决基坑降排水是有效可靠的,同时对做好基坑降排水工作经验进行了总结,旨在为保障相关工程的施工质量与施工进度提供借鉴。

摘要： 本文通过对水文站历年至今的实测水文数据去分析某河洪水分期,从而重新确定该河的枯水期、汛前期、主汛期及汛后期,为水利规划提供依据。

摘要： 贵州水资源丰沛,水系发达,河流遍布,水资源总量1062亿立方米,居全国前列,但山高坡陡,有水难留,水利基础设施薄弱,水资源利用率低,区域性水资源短缺和工程性缺水是贵州基础设施领域的明显短板,也是制约贵州经济发展的重要瓶颈。为此,在国家水网的总布局下,贵州以江河湖库为骨干水源,以天然河道和重要输配水工程为主干,以城乡供水管网、灌区田间工程等为分支.

摘要： 针对天然河道设计水面曲线推求问题,提出利用excel模拟分析中的规划求解功能,优选试算设计水位方法,与“比降-面积法”配合使用,互相验证计算结果,能达到更好的效果。相比其他方法,其具备操作直观、更改方便、适于实际应用的特点,可避免出现较大误差。

摘要： 为明确溪洛渡—向家坝水电站联合运行对下游河道水温的影响,基于向家坝下游主要水文站长序列水温监测资料、电站蓄水资料,对向家坝下游河段水温变化趋势和河段梯级建设水温影响进行了统计分析。结果表明,溪洛渡、向家坝联合运行使向家坝站水温4月~9月降低了0.4~1.8°C,11月~次年1月升高了1.2~2.2°C;升温期朱沱站—华弹站水温温差降低了0.2~1.0°C,寸滩站—华弹站水温温差降低了0.4~0.7°C,其余月份均无明显变化。可见,该影响虽可延续至三峡库尾寸滩站,但已有明显削弱。

摘要： 基于Flow-3D软件,采用有限体积法离散控制方程,同时结合VOF法处理自由水面,采用Multi-block与FAVOR技术结合的方法划分网格.基于此数学模型,以大浴河罗家洼乡李家河村段河道整治工程为背景,应用Flow-3D软件对不同工况下的河道流场进行模拟计算.得到复杂河道多种工况下的流场信息,包括:水流流态、流速分布、水面线和水面宽度等.结合理论计算结果进行对比分析,得出此种数值方法对于解决此类问题的适用性、准确性.

摘要： 分析天然河道糙率值的主要影响因素,基于LM-BP神经网络预测模型,提出黑河莺落峡水文站测验河段糙率值的推求方法.对网络模型的设计、训练、测试进行研究和分析,预测模型输入量为水位Z、水力半径R及水面比降S,输出量为糙率n,样本集为黑河莺落峡水文站测验河段的历史实测糙率值.根据测试结果可以得出:在误差允许范围内,采用LM-BP神经网络预测模型可较准确地推求不同水位、比降对应的n值,该糙率值可应用到河道高洪水期比降面积测流中.

摘要： 分析天然河道糙率值的主要影响因素,基于LM-BP神经网络预测模型,提出黑河莺落峡水文站测验河段糙率值的推求方法。对网络模型的设计、训练、测试进行研究和分析,预测模型输入量为水位Z、水力半径R及水面比降S,输出量为糙率n,样本集为黑河莺落峡水文站测验河段的历史实测糙率值。根据测试结果可以得出:在误差允许范围内,采用LM-BP神经网络预测模型可较准确地推求不同水位、比降对应的n值,该糙率值可应用到河道高洪水期比降面积测流中。

摘要： 重庆主城河段弯曲多变,浅碛边滩众多,大量礁石凸向河心,水流流态异常复杂,是典型的山区河段。河床变化以推移质为主,推移质运动是河床演变的主要原因。三峡大坝开始以设计高水位175 m运行后,对上游来水产生了显著的阻挡和回溯作用。重庆主城河段正好处于变动回水区之间,河道特征在天然河道与库区河道之间循环切换。此外,由于重庆主城河段又有较大支流嘉陵江在朝天门交汇,使得其水流、泥沙运动特性极为复杂。对成库后重庆主城河段水流、泥沙条件变化规律进行探讨分析,可为典型碍航浅滩整治方案设计提供依据,对保障好长江干流(重庆段)的通航能力与航运条件有着至关重要的作用。本文根据大量实测水文、泥沙资料,详细分析对比了三峡大坝175m成库运行后在复合水动力条件下重庆主城河段推移质泥沙运动规律。

摘要： 通过对现状水位观测技术分析,针对天然河道水位高精度测量研制的一体化装置,集成消浪、激光测距、数据采集及传输、计算机等成熟技术,该装置独创消浪结构和连通管结构，成功解决水位观测受波浪影响问题。减轻水文观测劳动强度，避免误测。尤其野外恶劣环境条件下，对我国偏远河道和行蓄洪区水位观测，可发挥难以替代的作用：人工与自动观测可实时对比。促进行业科技进步。水位观测向自动化、智能化迈进，可有效保证观测资料的准确性、可靠性、连续性、实时性，对保障我国江河防洪安全和水生态环境安全有重要现实意义。观测精度高。观测精度为2mm，高于《中国水位观测标准》(GBJ158-90)2cm的要求，对提高我国水文观测技术标准有重要促进作用，增强我国在水文观测领域的国际影响力及竞争力。水位观测集成一体化，结构简单、安装维护方便，不受天气影响，资料自动整理。系统造价低，野外独立水位观测点全套装置5万元左右，便于规模推广使用。解决了长期困扰我国天然河道水位观测工作量大、受波浪影响大、精度低等关键技术难题,填补我国天然河道高精度水位测量空白,经实际使用,稳定性好,精度高,已获专利授权.

摘要： 天然河道水面曲线计算的"推求法"使用中是有很多限制的,很多情况下不便应用,应该与"比降法"配合使用,解决天然河道水面曲线计算问题.书中的方法是暴雨洪水的一种水力学模型，是一种一维静态的水力学模型，它就是所谓“推求法”，是从已知水位推求未知水位的计算方法。本文从这个方法的使用过程中产生的问题，就暴雨洪水的一维静态的其它的水力学模型进行一些研讨。

摘要： 本文提出的基于能坡原理流量自动监测技术,是以曼宁公式为基础,通过实时监测河道断面两条垂线的流速分布,实现流量在线监测.通过对淮河、安徽中小河流、以及昆明滇池补水计量等不同断面特征河道的应用,取得良好的效果.该方法对于受洪水涨落和工程运用影响下的河道流量自动监测有良好的适应性,为天然河道流量自动监测提供一种可选择的方案.

摘要： 农村大部分地区天然河道存在土质河道日益萎缩，水质下降、水环境承载力小的现状，针对天然河道不可替代的行洪和景观作用，近年来都江堰灌区加大了以节水改造为主的续建配套建设步伐，通过实施农村“一事一议”制度、建设河岸生态恢复示范带、将部分河段改直增弯、利用卵石筑堰提水曝氧等治理措施，提出河道整治、生态恢复、景观营造的一体化的综合保护对策，可以最大限度实现资源、景观，环境、生态与效益的结合。

摘要： 本文将长江江口至涴市天然河道的鱼类水声学调查数据和水文学观测数据相结合,在对流速和水深空间插值基础上,提取不同鱼类规格和密度对应水深和流速的特征值,从而研究鱼类对天然河道中水层平均流速、水深两环境因子的选择特性.研究结果表明,不同规格的鱼对流速和水深的选择存在差异,规格小的鱼选择了较低的流速和较宽的流速范围,规格大的鱼选择了较高的流速和较窄的流速范围;规格小的鱼选择的水深明显高于规格大的鱼,喜好的水深范围也宽于规格大的鱼.通过鱼类密度等级分类发现鱼类密度对流速的关系不明显,但对水深的选择性明显,即深水区鱼类密度较高.研究江段范围内江口镇附近江心洲两侧流速变幅范围较其下游江段宽,并且江心洲两侧鱼类的分布密度也高于其邻近下游段鱼类密度.说明江心洲的存在提供了流速多样性格局,丰富了鱼类生境的多样性.本研究方法可为评价河流栖息地特征及生态功能提供借鉴.

摘要： 文章通过对天然河道的水流模拟,得出模拟水平面上的主流在复杂河段合理地沿天然弯道蜿蜒流动.计算的弯曲度较大河段中的横断面流速与实测结果大体一致.

摘要： 天然河道中的含植被水流大多是充分发展的紊流,明渠中植被的存在不仅对流速场会造成影响,也会导致紊流场发生改变.本文通过水槽试验研究了非淹没刚性植被群直径的大小对紊动强度分布的影响,采用竹签概化模拟圆形植被群落,设计了四组直径的植被群.试验表明,在植被群下游,当植被群直径较小时,紊动能垂向分布形态呈折线状,有两个拐点,随着植被群直径的增加,拐点逐渐减少甚至消失;紊动能横向分布形态不受植被群直径影响,都呈波峰状;植被群直径对紊动强度纵向分布的整体形态无影响.

摘要： 天然河道基本都是由弯道和直道组成,因此,研究理想弯道的水流运动规律可以作为研究天然河道水流运动规律的基础.现有的研究基本都是针对单一弯道或者几个相同弯道组成的河道进行研究.天然河道中,不乏由几个弯曲度不同的弯道组成的连续弯道段.本研究设计了几个不同角度的弯道(60°、120°、180°),将其连接成连续弯道概化水槽.采用flow-3d软件并选取RNGκ-ε模型进行此弯道水流特性的研究.研究结果表明:三个弯道的水位差基本一致;中心线水位沿程平稳下降,水位变化不明显,靠近左岸和右岸的水位,高低水位交替出现;进入弯道后主流区一直偏向凸岸流动,直到弯道出口附近偏向凹岸后流出,在弯道的衔接处,主流区由一侧过渡到另一侧过程中,流速趋于均匀;弯道衔接处横断面由于受到双向离心力作用无环流形成,其他弯道中横断面形成了明显的环流.

摘要： 辽宁省水资源地区分布与经济发展战略布局极不匹配,已经成为制约全省经济社会协调、可持续发展的重要瓶颈.为实现全省经济社会全面协调发展,本文根据全省水资源东多西少的特点,结合水资源条件、河流水系分布、已建、在建、规划的水利工程布局,围绕"河湖连通,科学调度"治水思路,提出了依托已建、在建水利工程,以北中南三条横线为骨干,以天然河道和连通工程、输水工程、配套工程为通道的"三横七纵"水资源总体配置格局,按照全省东水济西水资源总体调配思路,以保证全省经济社会可持续发展,保障生活、生产、生态需求为目的,主要以"优先利用地表水、合理保护地下水、加强节约用水"为基本原则,实现全省水资源统一优化联合调度.最终实现"三横七纵、河库连通,东水济西、丰枯调剂,上下联动、多源互补,科学调度、保障发展"这一总体目标.

摘要： 本文根据天然河道的水动力学特性，建立了一维水动力学模型。采用VB编程编制了一维水动力学模型，并对淮河干流蚌埠到花园嘴的水流进行模拟，对一维河道糙率进行拟合率定尽量减少水位，流量的计算值和实测值之间的误差，经验证模拟值与实测值的误差在一定的范围之内。

摘要： 本发明公开一种天然河道推移质输沙率的估算方法，包括步骤1）：获取边界条件；步骤2）：划分子断面；步骤3）：计算各子断面的河床阻力系数；步骤4）：计算各子断面的平均流速：步骤5）：计算各子断面的沙波波高、运动速度；步骤6）：计算整个断面的推移质输沙率；本发明所提供的天然河道推移质输沙率的估算方法，可以快速、高效地预测任意流量条件下的推移质输沙率，克服了传统技术在经济投入、数据依赖等方面的不足，在本领域具有广泛的通用性和便捷性。

摘要： 本发明涉及一种天然河道流量的定量反演方法，所述方法包括：河道基础信息勘测；断面拟合及参数求解；实时监测水面宽；河道流量定量反演。本发明所述的方法利用遥测手段对河道的水流状态进行实时监测，对经过一次性测量的河道利用实时获取的水面宽度进行反演计算，准确地计算出当前河流流量，实现对流量的远距离实时评估。由于仅需要一次性实地测量，所设立的地面标记相对简单，费用很低，便于设立较多的监测点，而卫星和无人机等遥测手段费用也相对较低，在大幅度的提高远距离监测流量精度的前提下，降低了监测成本，这对于大范围的河流流量监测有着特别重要的意义。

摘要： 本发明涉及一种天然河道污水防治系统和方法及设计方法，包括：构成梯级人工湿地系统的自天然河道上游至下游跨河断面设置多个漫水低堰或分隔地梁，其间设置耦合型单元系列，包括：沿天然河道的横剖面自河岸坡顶至河道近岸区设置潜流边界层单元、沿天然河道的纵剖面自上游至下游在主河道区设置梯级表流人工湿地单元、沿河道近岸区设置耦合单元，所述的各个单元系列和各个单元之间设有分隔梁。本发明针对中小天然河道涵盖沿岸面源污染、沿程点源污染、主河道紊流迁移扩散等多样性机理、又具有汛期行洪要求、水力条件和污染物运动规律复杂等特点，提出的系统和方法，能更为高效地达到净化河流水质、提升景观生态、确保度汛安全的目的。

摘要： 本发明公开了一种天然河道三维网络生成方法，其特征在于，将天然河道整体模型分解成在水平方向上连续且互不重叠的柱状的子域，然后将各子域规则化后采用网格化软件对各子域进行网格剖分，再合并剖分后的各子域并构成天然河道三维网格组合体。本发明能够更好地实现天然河道的立体空间剖分，使其能够更好地直接完成天然河道三维水流数值模拟，提高天然河道三维水流数值模拟的准确性、可靠性和稳定性。

摘要： 本发明公开了一种天然河道三维水流数值模拟方法，其特征在于，先采用网格化软件对天然河道计算域进行三维网格剖分；再启动FLUENT软件，将天然河道三维网格导入FLUENT软件的三维计算模块；选择基于压力的分离式求解器解法，确定基于水气二相流的VOF法计算模型和K‑ε紊流模型，设置材料参数及运行环境和边界条件；调整设置用于控制求解的参数；初始化流场并求解；最后显示和输出计算结果，得到含速度场和压力场在内的水流特征参数。本发明能够更好地实现天然河道复杂体型的立体空间剖分，使其能够更好地完成河道三维水流数值模拟，无需对水流控制方程进行坐标变换，提高天然河道三维水流数值模拟的准确性和稳定性。

摘要： 针对天然河道流量和水位监测断面自动化成本高、流量流速模型率定困难和关系式不稳定等问题，本发明公开了一种天然河道水位流量同步同化方法及智能系统，根据河流断面及其演化情况，采用生成对抗网络动态获取整个河段的水下地形从而获得任意断面的过流面积，采用水动力学方程结合神经网络实现对水位和流量的同步同化，同化精度可以根据需要通过增加断面实测数据的方式实现。本发明技术先进、可操作性强，对防汛抗旱和水资源保护均具有十分重要的意义。

摘要： 本发明提供了天然河道一维水动力高精度数值模拟方法，涉及计算流体动力学技术领域，包括守恒型圣维南方程、采用Godunov格式的有限体积法对控制方程离散、HLLC近似Riemann求解器、变量空间重构、采用二阶龙格—库塔离散的时间分裂方法来处理源项，本发明基于Godunov格式，提出了HLLC近似Riemann求解器的通量计算方法，并拓展至守恒型圣维南方程；提出了针对天然河道复杂断面几何形状下的变量空间重构方法：依据过流断面面积和静力矩等效原则将河道断面概化成矩形，通过线性插值构造单元界面处断面几何形状，根据水位重构结果计算界面两侧过流断面面积和静力矩的重构值，保证计算格式守恒。本发明为天然河道水动力及环境水力学高精度数值模拟提供了新的方法。

摘要： 本申请提供一种天然河道非稳定流速水流历时的确定方法，包括获取河道中没有出入水的起止断面；在起止断面的上游预设位置自动实时多次获取上游预设位置的水位、对应水位的上游采样时间及上游流速；在起止断面的下游预设位置自动实时多次获取下游预设位置的水位、对应水位的下游采样时间；计算上、下游水位变幅在一样高度时的上、下游采样时间差，并构建所述时间差与上游流速之间的数学关系，根据数学关系确定天然河道非稳定流速水流历时。本申请建立上下游水位变幅在相同高度时，水团流经历时Ti和流速VAi关系，确定天然河道非稳定流速水流历时，为任意时间分析河流中污染物提供时间确定方法，进而准确分析河流中污染物的降解情况。

摘要： 本实用新型涉及一种建于天然河道的抽水蓄能电站水库布置结构，属于水电工程技术领域。本实用新型包括位于天然河道一岸的独立水库，独立水库具有全库盆防渗结构，防渗结构包含混凝土面板，位于独立水库底部的混凝土面板内设置有连通天然河道和独立水库的排水通道，排水通道内设置有允许天然河道的水流向独立水库下水库内的单向阀，排水通道内在单向阀靠近独立水库内腔的一端设置有截止阀。本实用新型在天然河道岸边修建独立水库，不影响天然河道水位，可以降低征地和移民工程投资。在水库库底设置有单向阀，可降低库底外水压力，减小库底混凝土板的厚度，节省工程投资，还能为下水库提供初期蓄水，节省向库内抽水的投资。

摘要： 本实用新型公开了一种适于天然河道的水工测流槽，包括沿顺水流方向设置在天然河道两侧护岸之间河床上的大槽底板，所述大槽底板上均布开设有排水孔，大槽底板上沿顺水流方向开设有测流槽，所述测流槽沿顺水流方向依次由收缩消能段、喉道顺直段、扩散消能段和防冲段构成。本实用新型解决了山区性河流暴涨暴落、河道比降大和流速大等难题，采用多种测验方式结合使用，保证流量测验精度，创造一个规则性、稳定性、一劳永逸的测验断面。