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水利工程论文-黄河下游河道准二维泥沙数学模型研究.doc水利工程论文-黄河下游河道准二维泥沙数学模型研究.doc

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水利工程论文-黄河下游河道准二维泥沙数学模型研究摘要:本文首先简要回顾了以往黄河河道泥沙数学模型研究成果,再以水流运动方程及经过作者修正的泥沙运动方程为基础,同时引入与实测资料相符合的水流挟沙力、动床阻力、泥沙级配等计算公式作为补充方程,构造出黄河下游河道准二维泥沙数学模型。然后,采用1986年11月~1996年10月这10年长系列实测资料,开展了验证计算。其结果表明,该模型不仅能计算黄河下游河道一般洪水引起的河床冲淤变形,还能成功地模拟出大沙年下游处于强烈淤积时的规律。关键词:黄河下游河道准二维泥沙数学模型1黄河河道数学模型研究的简要回顾黄河数学模型的研究,是与流域规划、工程建设和管理运用等生产紧密结合的。早在1955年编制黄河综合利用规划技术经济报告中,就曾在黄河三门峡水库规划阶段用初级的一维恒定平衡输沙模型对水库淤积和下游河道的河床冲刷变形进行计算[1]。当时的计算结果认为,在桃花峪下游冲刷9年后河床刷深27m,冲刷量及冲刷速度显然比实际夸大甚多。三门峡水库投入运用后,库区严重淤积,并迅速向上游延伸,与原来的计算结果截然不同。为研究改建方案,通过实测资料建立了许多泥沙冲淤量与水文要素之间的经验关系式。麦乔威、赵业安、潘贤娣等学者在分析下游河道冲淤变化及挟沙能力变化规律的基础上,提出了三门峡水库下游河床冲淤计算的方法[1]。在1975年~1977年进行治黄规划过程中,为研究各种规划方案对黄河下游的减淤作用,黄河水利委员会及其有关科研、设计部门的科技人员,使用两种河道冲淤计算的经验模型开展了大量的计算工作,麦乔威、李保如两位学者进行了总结。其中,在规划方案的初步比较阶段,使用的是李保如提出的框算模型,只考虑影响输沙能力的最主要因素(来水、来沙)。对于问题比较复杂和初选的方案,则使用较详细的经验模型[2]。20世纪80年代,刘月兰、韩少发、吴知等学者在上述经验模型的基础上,根据不同河段汛期、非汛期输沙经验公式,引入水流连续方程、动量方程及泥沙平衡方程式,建立了一套颇具特色的黄河下游河道冲淤计算模型[3]。该模型在黄河规划中得到应用,只是在第三次加固大堤设计中,预计的下游淤积量与实际相差甚大。1987年~1990年,谢鉴衡、韦直林、魏良琰同刘月兰、张启卫等,开展了黄河下游洪水演进预报水动力学数学模型研究。特别是1992年之后,对国家“八五”重点科技攻关项目研究的全面启
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