【摘要】：引水渠工程是為將優(yōu)質(zhì)水資源引入灌區(qū)工程,對(duì)引水渠工程的入口處和引水渠中進(jìn)行數(shù)值模擬研究對(duì)工程建設(shè)和管理具有重要參考價(jià)值。引水口附近的水沙條件變化、泥沙沉降淤積對(duì)引水工程的管理運(yùn)行以及引水堤壩的維護(hù)工作具有重要影響。在進(jìn)行物理模型實(shí)驗(yàn)比較困難情況下,采用數(shù)值模擬的方法對(duì)引水渠的設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估和驗(yàn)證工作具有重要意義。針對(duì)某灌區(qū)從某江引水的實(shí)際問題,本文在分析某江水文資料、引水渠工程地形和地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上,結(jié)合工程設(shè)計(jì)方案,利用MIKE21模型軟件,開展了二維水沙運(yùn)動(dòng)的數(shù)值模擬。采用資料分析、理論分析和數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)合的方法,系統(tǒng)研究了某江五種來流條件下某灌區(qū)引水渠的引水流量、水位和局部水流態(tài)。分別研究了無引水渠、有引水渠引水、有引水渠無引水三種計(jì)算方案下的泥沙淤積特征。建立了包含某灌區(qū)引水渠和某江局部河段的平面二維水流數(shù)學(xué)模型,提出了一種河流模擬過程中補(bǔ)足缺失地形的新方法,這種方法可基于給定工程的參數(shù)和有限的地形數(shù)據(jù),通過模型率定和斷面定型的方式來擬合設(shè)計(jì)水面線,進(jìn)而確定床面形態(tài),并建立平面二維水沙模型。此方法不僅成功解決了本研究中某江河道局部地形缺失的問題,還為其他地形缺失的類似情況提供了有效的解決方案和技術(shù)儲(chǔ)備。泥沙數(shù)值模擬過程中缺乏長(zhǎng)系列水文資料,總結(jié)某江的年際間變化規(guī)律,利用典型年組合的方法來模擬水文年際間變化。該方法較好的解決了某江局部的泥沙數(shù)值模擬過程,預(yù)測(cè)了灌區(qū)引水口附近的泥沙淤積趨勢(shì),為引水渠的運(yùn)行調(diào)度提供了參考。
【圖文】：

圖２．１交錯(cuò)網(wǎng)格逡逑２、時(shí)間中心差分逡逑時(shí)間中心差分ｔｔｃ意圖見圖２．２，將一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)中心差分，，分為ｘ－ｓｗｅｅｐ邋（ｔ從ｎ到逡逑ｎ＋１／２）和邋ｙ－ｓｗｅｅｐ邋（ｔ邋從邋ｎ＋１／２邋到邋ｎ＋１邋）。逡逑方程采用一維的推進(jìn)方式，ｘ－ｓｗｅｅｐ方向求解Ｘ－連續(xù)方程和Ｘ－動(dòng)量方程時(shí)，Ｃ從ｎ逡逑到ｎ＋１／２，ｐ從ｎ到ｎ＋１，ｑ為己知的ｎ－１／２到ｎ＋１／２的值；ｙ－ｓｗｅｅｐ方向求解ｙ－連續(xù)方程逡逑和ｙ－動(dòng)量方程時(shí)，４從ｎ到ｎ＋１／２，ｑ從ｎ到ｎ＋１，邋ｐ為己知的ｎ－１／２到ｎ＋１／２的值。逡逑ｉＨ－１邋＇邐ａ邐＜逡逑}0邐邐」－｜邐＾邐Ｔｂｅｃｅｔｏ逡逑ｎ逡逑ｍ邋￣邐４逡逑Ｃ邐ｐ邐ｑ邋（邋ｐ邐ｑ逡逑ｒ邋Ｌ邋Ｖ－￣Ｕ邋＼Ｔ邋Ｊ逡逑圖２．２時(shí)間中心差分格式逡逑時(shí)間中心差分形式是在ｘ－ｓｗｅｅｐ之后立刻進(jìn)行ｙ－ｓｗｅｅｐ的循環(huán)求解，然而對(duì)于動(dòng)量逡逑方程中的交叉項(xiàng)求解很難找到一個(gè)合適的時(shí)間中心點(diǎn)。為此，對(duì)動(dòng)量方程中的交叉項(xiàng)求逡逑導(dǎo)采用ｓｉｄｅ－ｆｅｅｄｉｎｇ差分方式見圖２．３。逡逑１０逡逑

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【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TV146

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2669714