应用River2D模型对漓江桂林市区段水力模拟的初步研究

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1、桂林工学院硕士学位论文应用River2D模型对漓江桂林市区段水力模拟的初步研究姓名：崔玲申请学位级别：硕士专业：水文学及水资源指导教师：陈余道20070401桂林工学院硕士学位论文摘要河流自然生境的调查是河流生态系统修复与保护中不可忽视的环节，它是通过调查某个流量条件下河流水深、水流流速与河床指数等，来评价水生生物的适宜性。随着计算机与数学模拟技术的提高，运用计算机软件模拟河流的自然生境，是当前研究河流生态修复生境模拟的热点，而河流水力模拟是所有工作的基础，它为生境保护与修复研究提供了科学依据。本文将运用国外以栖息地模拟为核心的水力模拟应用软件River2D模型，对漓江市区约13．04km的

2、河段，进行特定流量条件下河流水深与水流速度分布的初步模拟，目的为漓江流域典型河段的生境保护与修复研究提供科学依据。River2D模型是一个河流水动力和鱼类生境的二维平均深度模型，它是基于以守恒形式表达的圣维南方程组，可以模拟自然河流的超临界／亚临界水流转换、冰凌覆盖层及可变湿地情况，也可以对局部区域进行单独处理研究。此模型的优点是可以对水深平均速度矢量(大小和方向)，水面高程和水深沿河道分布的单个单元进行计算，而且还可以模拟深度和速度的局部变化，能提供较高的空间分辨率和良好的可视化环境，这就为模拟结果的分析提供了方便。本文首先通过对漓江市区段的河道地形图读取以及对所设的26个实测断面的水下地

3、形测量，获得了模拟河段的河床地形数据，并结合前人对漓江环境流量研究所确定的“最差”等级流量13．3m3／s和“极好”等级流量53．0m3／s，设定为两种流量模拟条件．结果显示，模拟流量在13．3m3／s时，最大水深为7．48m，位于伏波山深潭处，最大流速为3．62m／s，位于起始河段处；模拟流量为53．0m3／s时，最大水深为8．76m，位于瓦窑一一净瓶山深潭处，最大流速为4．18m／s，位于解放桥下游河段附近。模拟结果大体上与实际情况相符，模拟效果取决于河床地形的准确掌握以及以后的三角形剖分化质量。在模拟基础上，文章分析了两个不同模拟流量状态对水源地取水，鱼类生境和旅游景观的影响。模拟流量

4、在13．3m3／s时，可能会导致瓦窑水厂取水水质恶化，甚至还会出现停止取水的可能，此外还会影响浅水鱼类的生存环境，更会影响桂林市区旅游通航与景观；模拟流量在53m3／s时，水深可以满足游船直接从桂林市区通航到阳朔，改善河流旅游景观；而两种模拟流量情况下对深水鱼类影响不大。本文认为，研究漓江河流修复与保护，水力生境模拟是行之有效的、为科学研究提供必要基础依据的重要手段。关键词：River2D模型；漓江；桂林市；水力模拟桂林工学院硕士学位论文AbstractRiverphysicalhabitatresearchisanecessaryprocessofriverecologicalsystem

5、restorationandprotection,itcanevaluatesuitabilityofaquaticspeciesbyresearchundersomedischargeconditionsuchastheriverwaterdepth,thevelocityofflowandthebedindexandSOon．Developmentwiththecomputercapabilityandthemathematicalsimulationtechnologyenhancement,usingthecomputerSOftwaretosimulatethephysicalha

6、bitatoftheriverisacurrentlyhotspotinriversecologicalrestorationofhabitatsimulationresearch．Whiletherivershydraulicsimulationisallwork'sfoundation,itCallprovidethescientificbasisforthehabitatprotectionandtherestorationresearch．ThisarticlewillutilizeoverseashydraulicsimulationsoRware，River2D，幻prelimi

7、narysimulatetheriverwaterdepthandthevelocitymagnitudeofflowdistributionofLijiangRiverinGuilincityunderthespecificdischargecondition．Thesimulatereachisapproximately13．04kmlength．Thehydraulicsimulation’Sobjec