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1.
为探究边壁双曲率对其水动力特性的影响，应用RNG k-ε紊流模型和部分面积体积障碍模拟技术（FAVOR），针对圆管非满流建立三维数值模型，通过物理模型试验结果验证该数值模型的可行性。针对底坡和充满度不同组合条件进行数值试验，分析断面流速、壁面切应力和雷诺切应力分布规律等。研究结果表明：圆管非满流断面上不同垂线的流速分布具有较好的相似性，据此提出了垂线流速分布的抛物线公式；针对不同充满度条件提出了壁面切应力沿湿周分布的统一表达式；雷诺切应力沿垂线服从线性分布规律，充满度越大且距中垂线越远，沿垂线的变化梯度越小；当充满度大于0.5时，由于受二次流影响断面中垂线上雷诺切应力出现负值。 相似文献
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为探究边壁双曲率对其水动力特性的影响，应用RNG k-ε紊流模型和部分面积体积障碍模拟技术（FAVOR），针对圆管非满流建立三维数值模型，通过物理模型试验结果验证该数值模型的可行性。针对底坡和充满度不同组合条件进行数值试验，分析断面流速、壁面切应力和雷诺切应力分布规律等。研究结果表明:圆管非满流断面上不同垂线的流速分布具有较好的相似性，据此提出了垂线流速分布的抛物线公式；针对不同充满度条件提出了壁面切应力沿湿周分布的统一表达式；雷诺切应力沿垂线服从线性分布规律，充满度越大且距中垂线越远，沿垂线的变化梯度越小；当充满度大于0.5时，由于受二次流影响断面中垂线上雷诺切应力出现负值。 相似文献
3.
为提高新安江模型的汇流计算精度并减少经验因素对参数率定的影响,将新安江产流模型与改进的BP汇流模型相耦合,建立XBK(XAJ-BP-KNN)模型。该模型以前期模拟流量和新安江产流模型计算的产流量作为BP网络的输入,出口断面流量作为网络输出,拟合汇流的非线性关系,代替新安江模型的分水源、线性水库及河道马斯京根法的汇流计算;采用相似原理和K-最近邻算法,基于历史样本的模拟误差及相应影响要素对网络输出进行误差修正,实现了无前期实测流量的连续模拟;模型使用SCE-UA算法与遗传早停止LM算法相结合的全局优化方法进行参数优选。在呈村流域的验证表明XBK模型的模拟精度高于新安江模型,全局优化方法能找到最优参数,降低了模型的使用难度。 相似文献
4.
在岩溶含水系统中,作为主要排水通道的管道对泉流量动态具有一定的控制作用,而管道特征参数对流量变化亦有影响。为确定管道各参数的影响,前人以管道发育的岩溶水系统为研究对象,进行了短时间序列泉流量响应的分析探讨,而对岩溶管道不十分发育的岩溶水系统的研究较薄弱。为此,本研究结合北方岩溶水系统的发育特征,借助CFP管道流模型对管道各参数对岩溶系统流量和流态的影响程度及各参数的敏感性进行了分析,而后基于河南鹤壁许家沟泉域岩溶水文地质特征构建了泉域的MODFLOW-CFP模型,对泉域岩溶地下水渗流进行了模拟,并对不同降水保证率下的泉流量进行了预测。结果表明:管道流量与管壁渗透系数、管道坡度和管径呈正相关,而随弯曲度和埋深的增加管道流量呈先增大后减小的趋势。管壁粗糙度对流量的影响较小,且呈现出一定的波动性,尤其是当管壁粗糙度较小时,波动比较明显。经敏感性分析发现,管壁渗透系数和埋深的敏感性最高,其次为弯曲度和管道坡度,而管道直径和管壁粗糙度敏感性最低。许家沟泉域在25%降水保证率下,年最大泉流量为0.45 m3/s,平均泉流量为0.36 m3/s;在75%降水保证率下,年最大泉流量为0.41 m3/s,平均泉流量为0.31 m3/s,与实际情况吻合。该法可为我国北方岩溶区水资源评价及泉域水资源开发保护提供借鉴。 相似文献
5.
结合物理栖息地模拟模型的水力学与栖息地模型,以黄河干流兰州-石嘴山河段为研究样区及该河段的关键鱼种黄河鲤鱼为对象物种,以流速及水深二水力学因子进行研究,推求该研究样区兰州、安宁渡、下河沿、青铜峡和石嘴山五断面对象物种的流量与权重可使用面积的关系。通过对上述各断面1975-1985年汛前共11年生态、水文及断面资料的分析计算,归纳出研究断面汛前适合的生态流量分别为195、220、220、220、175 m3/s,计算结果在Tennant法界定的生态流量范围之内。 相似文献
6.
为了研究流量条件对岩溶管道溶质运移的影响,设计9种不同管道流量进行示踪实验,发现随着流量升高,峰值浓度逐渐增大,穿透曲线(BTC)拖尾逐渐缩短,弥散系数基本不变。在3种管道结构中,单管峰值浓度随流量升高增加的速度最快,不对称水箱峰值浓度随流量升高增加的速度最慢。相比单管道,对称水箱导致溶质瞬态存储在漩涡中明显滞后,不对称水箱导致主体溶质滞后穿透以及部分溶质瞬态存储在漩涡中滞后运移。根据中间7种流量的实验数据,拟合得到BTC特征参数与峰值时间的关系式和特征参数与流量的关系式。采用2种方法预测最大和最小流量条件下的BTC特征参数:根据流量预测峰值时间,接着根据峰值时间预测其他特征参数;分别根据流量预测多个特征参数。结果表明方法 2的预测效果较好,但在野外条件下方法 1有优势。 相似文献
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采用Naot-Rodi代数应力模型(N-R模型),结合非均匀交错网格下的混合有限分析法(HFAM)来计算漫滩水流的三维流动。为了得到稳定的收敛解,作了两点改进:其一为非均匀网格中数值离散的导数项二阶格式的引入;其二为复式断面分块耦合技术的采用。给出了漫滩水流主流速等值线、二次流的断面分布、垂线平均流速的横向分布以及主槽与全断面流量比随相对水深的变化规律。部分结果与实验资料的对比,表明NR模型和HFAM能较好地用于研究漫滩水流流速、流量和水位的关系。 相似文献
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采用混合蛙跳算法对中小河流一维水力学模型进行流量求解,并结合辽宁西部中小河流测流断面实测流量数据,对比分析混合蛙跳算法在中小河流一维水力学模型流量求解的适用性和计算精度。研究结果表明:经过和测流断面实测流量数据对比,混合蛙跳算法在中小河流水力学模型流量推求中具有较高的计算精度,适用于中小河流一维水力学模型的流量计算。研究成果对于中小河流流量自动观测提供方法参考。 相似文献
9.
在总结研究区各断面地下水侧向径流量常规算法的基础上,通过分析已有钻孔、物探成果,结合研究区水文地质条件确定达西公式各计算参数沿断面的空间分布特征,生成计算断面参数栅格,并基于GIS采用栅格空间叠加分析计算各计算断面上的地下水侧向径流量,结果表明前人计算结果与栅格叠加分析法计算结果大体上一致,但也存在一定差异。常规的分段计算方法,常用一个参数来表征较大尺度断面,人为因素对计算结果影响较大,基于GIS的栅格叠加分析法充分考虑了各计算参数在二维空间上的各向异性,参数选取更符合实际,结果也更为可靠,计算值可直接耦合为地下水数值模型中的二类边界（定流量边界）,避免流量边界上的人为分配情况,提高模型计算精度。 相似文献
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为了描述岩溶多重含水介质存在非达西流问题,研究管道流CFP模型在岩溶区数值模拟中的应用。在分析管道流CFP基本原理的基础上,通过建立概念模型算例(5个管道,上下临界雷诺数分别为2 000和4 000),探讨不同管道水文地质参数对出口流量及水流状态的影响,并对参数敏感性进行分析,最后将CFPM1模型应用于广西寨底岩溶地下河系统,探讨在实际应用中的管道流模型适用性。概念模型结果表明,参数敏感度从大到小依次为:管道直径、水力梯度、管道渗透系数、弯曲度及粗糙度,流量与雷诺数随管道参数增大而增大,水流状态从层流变为紊流。寨底岩溶管道流模型中3个观测井及地下河出口实测流量表明CFPM1能较好地模拟出岩溶地下水水位变化趋势。得出结论:CFPM1管道流模型允许岩溶管道与基岩含水层进行水流交换,能够较好地刻画岩溶区管道介质非达西流特征,但管道参数获取较为困难,且不能刻画岩溶管道形态变化。该方法具有一定通用性,可为实际应用提供指导。 相似文献
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Debris flow formation conditions and optimal characteristics of drainage canal following Wenchuan earthquake 总被引：1，自引：0，他引：1
The debris flow formation conditions changed after the Wenchuan earthquake. For studying the optimal characteristics of the
drainage canal under the changed formation conditions, the Zhangjia gully in Beichuan County, a typical debris flow gully,
was selected as the study area. Two debris flow events occurred on September 24, 2008 and July 17, 2009, respectively, which
threatened the safety of the inhabitants and destroyed the properties and transportation routes on the alluvial fan. Huge
amounts of solid loose materials triggered by the earthquake and the effective antecedent precipitation were responsible for
the debris flow occurrence. For eliminating the damage caused by debris flows, the construction of a drainage canal on the
alluvial fan became necessary. A design method for the optimal cross-section characteristics of a debris flow drainage canal
is discussed in this paper. Using the standard measurements for the depth (h) and the width (b), the cross-section size parameter (F) and the cross-section configuration parameter (M) under optimal hydraulic conditions are defined and deduced. Subsequently, formulas for calculating the cross-section measurements
are deduced under optimal hydraulic conditions when peak discharge (Q), grain composition (D
50 and D
10), and longitudinal slope (I) are known. Finally, this method is applied for the cross-section design of the debris flow drainage canal in Zhangjia gully. 相似文献
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粗粒土的颗粒级配、形状和密实度都是影响其孔隙结构,进而影响其渗透特性的重要因素。但长期以来,对颗粒形状影响的关注度较少,其主要原因在于不容易定量描述颗粒形状及其影响的孔隙结构特征。选取已获取长宽比和圆形度的不规则形状碎石、规则形状的球和八面体颗粒分别装填试样,针对颗粒级配和颗粒形状的差异,开展孔隙结构特征和渗透性的对比研究。通过CT扫描试样内部结构图像,重构试样的三维孔隙结构并计算孔隙比表面积。通过渗透试验测得试样的渗透系数。结果表明：试样孔隙比表面积是表达孔隙结构特征的有效参数,在相同级配和孔隙率的条件下,试样孔隙比表面积随颗粒圆形度和趋近球形程度的增加而减小;相同级配和孔隙率的条件下,渗透系数随孔隙比表面积的减小而增大,随颗粒圆形度增大而增大;球形颗粒试样的渗透性最强,试样颗粒越偏离球形,孔隙系统中水流阻力越大,试样渗透性越弱。 相似文献
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缝洞型油藏不同介质间流体窜流的研究对于大尺度溶洞中原油是否能够得到有效开发具有重大意义.基于缝洞型油藏大尺度溶洞充填特征,建立了井钻遇大尺度部分充填溶洞数学模型,采用Laplace变换和Stehfest数值反演,分别得到了基岩-溶洞未充填区域窜流量、溶洞充填区域-溶洞未充填区域窜流量和大尺度溶洞无因次流量,并分析了不同参数对窜流特征曲线的影响.研究结果表明:流体窜流过程可划分为4个流动阶段,流动前期和中前期主要为基质中流体向溶洞未充填部分窜流;流动中后期和后期主要为溶洞充填物流体向溶洞未充填部分窜流.在流动前期,基质和未充填溶洞间流体交换对部分充填溶洞流量贡献较大;而流动后期,溶洞充填物和未充填溶洞间流体交换对部分充填溶洞流量贡献较大.重力会导致溶洞充填物-溶洞未充填部分窜流量减小,而基质-溶洞未充填部分窜流不受到重力影响.溶洞充填程度、溶洞未充填部分和基质系统能量等因素对窜流特征曲线具有重大的影响.研究方法和结果对合理分析缝洞型油藏大尺度溶洞流动特征具有一定的指导意义. 相似文献
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冰碛湖溃决泥石流流量计算方法 总被引：1，自引：0，他引：1
冰碛湖溃决泥石流是高山高寒地区一种常见的灾害类型,虽爆发频率低,但造成的危害极大,该类型的泥石流防治是区域开发建设中必须要面对的问题,而流量计算又是其核心问题之一。以西藏地区近100 a以来的冰碛湖溃决实例为基础,探讨了溃口深度的计算方法;以逐渐溃决模型和配方法为基础,分析了冰碛湖溃决泥石流的容重峰值流量与洪峰演进计算方法的适用性与流程;通过案例的对比研究,探讨了计算模型参数率定与误差来源。结果表明：瞬间溃决模型高估了冰碛湖溃决泥石流的峰值流量,泥石流的预测值偏保守;而逐渐溃决模型更接近于冰碛湖溃决的物理机制,在冰川U型谷内,可不考虑泥石流的堵塞作用,泥石流的峰值流量预测值与实测值较吻合;在冰川U型谷外或近沟口段则需考虑泥石流的堵塞作用。文中提出的计算模型作为冰碛湖溃决泥石流防治工程参数设计的依据是可行的。 相似文献
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岩溶管道结构特征对岩溶水资源的合理取用、保护及地下工程安全施工均具有重要影响。目前在利用示踪试验曲线分析岩溶管道结构特征时,难以通过曲线叠加、钝锋、不规则上升和下降等形态准确解释多条岩溶管道连接关系、地下湖所处位置和地下水状态。运用地下水溶质运移理论,推导出岩溶管道流溶质运移模型,根据模型绘制三维溶质运移形态和理论时间-浓度曲线,结合水力学相关知识,对岩溶管道连接关系、地下湖位置及岩溶管道流形态变化对应的时间-浓度曲线进行解释。得出以下主要结论:（1）曲线出峰个数对应岩溶管道条数,由于管道径流长度及流速存在差异,双管道并联曲线存在3种模型,分别为2个孤立的单峰、下降曲线存在双峰叠加和2个连续上升的叠加峰;（2）单管道曲线下降梯度个数对应地下湖个数,多管道需结合管道个数和地下湖位置具体分析下降梯度和地下湖个数关系,根据地下湖位置将双管道并联岩溶管道划分4种类型,即地下湖存在于未分支管道、主管道、支管道、主管道和分支管道上;（3）曲线形态极速变化标志着管道流发生表流和承压流的相互转化。研究结果可为岩溶地区地下水保护及地下工程安全建设提供保障。 相似文献
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Zekai Şen Hussam A. Khiyami Saad G. Al-Harthy Faisal A. Al-Ammawi Ali B. Al-Balkhi Mohammed I. Al-Zahrani Hashim M. Al-Hawsawy 《Arabian Journal of Geosciences》2013,6(9):3563-3572
Flood inundation maps are dependent on the topographic and geomorphologic features of a wadi (drainage basin) in arid regions, which are most susceptible for potential flash flood occurrences, such as in the southwestern part of the Kingdom of Saudi Arabia. It is not possible to control the potential flood hazards by using only technological instruments that forewarn the occurrences or imminence. Additionally, it would be better to prepare flood risk maps so as to delineate the risky areas to educate the administrators and local settlers. The availability of these maps is the key requirement for any urban development that entails land use allocation, identification of dam, tunnel, highway, bridge sites, and infrastructure locations for sustainable future. This paper suggests the necessary steps in flood inundation map preparation after determining the possible flood discharge. For this purpose, a set of critical cross-sections along the possible flood plain are taken in the field with surveying methods and measurements. The calculation of the average flow velocity in each section is calculated according to the cross-section geometric, hydraulic, and material properties. Synthetic rating curves (SRC) are prepared for each cross section, which are very useful especially in arid and semi-arid regions where there are no perennial surface water flows for natural rating curve measurements. All the SRCs appear in the form of power function which relates the flow depth to discharge in a given cross section. It is then possible to calculate the flood depth in the cross section through its SRC. Depending on the cross-section shape, the flood width can be calculated. The connection of a series of widths on a scaled topographic map delineates the flood inundation area. If digital elevation map (DEM) is available, then the SRCs can be integrated with these maps and the flood inundation delineation can be achieved automatically. Since DEMs are not available, the topographic maps are used for this purpose in order to delineate flood inundation areas within wadis Hali and Yiba from the southwestern Kingdom of Saudi Arabia. 相似文献
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To harness hydroelectric power, most of the flow of the Santee River, SC was diverted in 1942 into Charleston Harbor, where shoaling promptly became a major problem. For this reason, most of the diverted flow is scheduled to be rediverted to the Santee within the next decade, increasing the mean discharge of the Santee from 74 to 428 m3s?1. To assess the present hydrogrpahy of the Santee estuary under conditions of moderate discharge, we determined 226 vertical profiles of velocity, salinity, and temperature distributed over 17 stations in February, 1975. We found that 73 and 27% of the discharge reached the ocean via the North and South distributaries, respectively. The 1 ppt isohaline was found no further than 8 km upstream from the mouth, indicating the limited extent of the estuarine zone. The Santee is a partially mixed estuary classified as type 2b. The circulation parameter is approximately 3 and the stratification parameter approximately 0.3. The bulk parameters indicate the importance of tidal, mixing and a weakly developed gravitational circulation. When rediversion is completed, the net salinity in the lower Santee River can be expected to decrease drastically, which in turn is likely to terminate the lucrative oyster and clam fishery. 相似文献