基于mike11hd水动力模型的复杂河道水利计算

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1、科研管理水利规划与设计2014年第4期基于MIKE11HD水动力模型的复杂河道水利计算刘强吴国芳2(1．杭州大地科技有限公司浙江杭州310012；2．绍兴市水利水电勘测设计院浙江绍兴312000)【摘要】本文应用MIKE11软件HD水动力模型，在河道无实测水位资料，且河道出口处存在两处水闸分流，同时下游某江干流对该河道水位有明显项托作用，且拟加固河道阻水建筑物较多的情况下，实现了该河道的水利计算，为水闸拓宽和该河道堤防加固提供了计算依据。【关键词】水动力模型复杂河道水利计算【DOI编码】10．3

2、969~．issn．1672．2469．2014．07．021【中图分类号】Tv214【文献标识码】B【文章编号】1672．2469(2014)07—0068031前言的基本水力特性，即概化后的河道在输水能力上必须与实际河道基本一致。本次计算选取河道上某河道是某江的重要支流，全长27．3公里，游出口至东闸段、东闸至某江(西闸出口)段及流域面积82．8平方公里，拟对该河道其中的一东闸至某江(石门槛大桥)段形成一个概化水系，段堤防开展除险加固设计，该段河道上游有2条考虑到现有两侧均有堤防及较高路面高

3、程的道支流汇入，均为山区型溪流，下游出口处有两处路，计算时按归槽处理。水闸分布，下游水流经过水闸分叉后分别汇入某2．2边界条件江，由于该河道无实测水位资料，下游两处水闸根据地形、地势、河流走向、河道断面情况，存在流量分配问题，同时下游某江在行洪阶段对将研究区域内的河道共划分为3个计算河段，该河道水位有明显顶托作用，且拟加固河道阻水370个断面，设立1个节点，2个流量上边界(两建筑物较多，对该河道进行水文水利计算具有一支流汇合后的流量过程线)，3个河道区间集中定难度。本文采用MIKE11HD水动力

4、模型，实入流，2个水位下边界(水位过程线)，考虑堰现了该段河道10年一遇设计条件下的水位过程坝2座，桥梁7座，水闸2座，其成果可满足本线推求，模拟了下游两水闸的过水情况。该模型次计算要求。采用隐式差分格式计算非恒定流，基于一维圣维河道概化图见图1。南方程组，采用追赶法求解，可模拟河道的流量2-3计算工况和水位，适合山溪性、平原性河流水力计算，可边界遭遇组合选用上游l0年一遇的洪峰过应用于单一河道、叉状河网和环状河网。可为流程，下游以2011年“6．16”号洪水水位过程(近域调度方案的制定和防洪工

5、程设计提供参考。期附近水位站实测最大洪水)。2模型计算河道采用现状规模，东西闸尺寸和调度运行均维持不变。2．1河网概化概化基本原则是概化河道要反映天然河道作者简介：刘强(1981年一)，男，工程师。·68·科研管理水利规划与设计2014年第7期经验，经调试计算，河道上游段取值为n=0．033，下游段取值为n=0．035。2．5分单元洪峰计算该河道流域内主要以山丘为主，洪水计算时，对流域进行分单元推求，各单元从地形图上量得流域集雨面积，主河道长度，平均比降。该河道上游两条较大的支流在江口桥下游汇合

6、后进入洪浦江干流。计算时先分别按10的频率计算出两支流72h的设计洪峰流量过程。在江口桥下游汇合后应用河道演算至东闸后分流，一部分与工程区左侧控制面积的流量过程叠加，得到东闸至西闸之间河道的流量过程；另一部分与工程区右侧和工程区下游控制面积的流量过程叠加，得到工程区下游的流量过程。经错峰计算，在44h时该河产生最大洪峰流量为212．0m／s，此时支札狐流一洪峰流量为∞1∞04呻．97∞m／∞s，肿支叮流二∞洪∞峰流量为107．03m／s。该河道流域分单元10年一遇设计洪峰流量详见表1，各单元洪水

7、过程线见图2。＼图1河道概化图2．4计算参数河道糙率系数(曼宁系数)对水动力模型的。模拟结果影响较大，取值需谨慎。根据有关资料，⋯⋯琏鉴≤芝=一河道曼宁系数综合值取O．O3。将河道转弯、局部收缩等损失计入糙率，同时结合该地区类似工程图2各单元洪水过程线表1该河道流域分单元设计洪峰流量名称汇入位置编号集雨面积1O年一遇的洪峰流量(km)主流长度(km)坡降(‰)(m／s)支流一江口桥Q143．5617．O62．22145．2O支流二江口桥下Qz18．178．071o．75107．O3工程区左侧西闸

8、上Q34．164．810_23l1．56工程区右侧东闸下Q414．255．291．1567．41工程区下游石门槛大桥Q52．632．87O-29．42合计82．77可以模拟该河道下游东西两水闸，在10年一遇3模型计算成果洪水下各时段流量及水闸开关情况。两支流在河道江口桥处交汇口至东闸，受河(1)在第1时段至第2时段，第4时段至道断面变化、河道调蓄以及下游边界水位变化等第5时段，东闸闸下水位低于闸上水位，东闸自影响，越往下游流量出现小幅减小。经分析计算，动开闸泄流；在第31时段，东闸闸下水位11．