试论山区河流建防洪堤对行洪的影响.pdf

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1、水利建设建材与装饰2014年10月试论山区河流建防洪堤对行洪的影响欧延秋（广西梧州市蒙山县黄村镇水利站广西蒙山546700）摘要：当前，我国的河流防洪体系一直在不断的发展完善当中，而山区河流的防洪工程建设作为我国河流防洪体系中的一个较为薄弱的建设项目，一直是众多专家学者关注的焦点。防洪堤的建设可以在一定程度上对河流汛期行洪起到积极的作用。本文采用二维水动力学模型对总长预设为1900m的河流进行二维数据模拟研究，进一步得出山区河流建防洪堤对行洪的影响情况的结论。关键词：山区河流；防洪堤；行洪影响；防洪工

2、程中图分类号：TV122文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）40-0116-021前言在进行计算的过程中，所要计算的河流上下游边界不改变，由于我国疆域辽阔，气候复杂多样，山区洪涝灾害的类型较河流的左右两侧边界则按照实际水位进行适当调整。虽然本文多，且发生洪涝的区域广，频率高，给广大山区人民的生命财产运用了动边界技术，然而为了降低计算可能出现的偏差，需要通安全、河流沿岸的基础性建设都带来了十分严重的损失。当前，过调整河流边界确保计算的精准性，在进行计算时，本文针对各我国的河流防洪体系一

3、直在不断的发展个完善当中，而山区河种情况分别对水位边界进行了设置。流的防洪工程建设作为我国河流防洪体系中的一个较为薄弱的（1）边界条件：本文主要针对定场流进行计算，因此在确定河建设项目，一直是众多专家学者关注的焦点[1]。流上下游边界条件时，不必用到流量及水位过程，只需有上游来水流量和下游水位就能够完成计算。按照我国有关标准，综合防2山区河流建防洪堤对行洪的影响分析洪堤工程水文结果，可以得出本文的模拟计算流量-水位边界条2.1防洪堤对行洪影响分析的基本控制方程件，具体内容参照表1，本文计算选取的糙率为

4、0.03~0.05。山区河流水流通常看作是不可压缩牛顿流体，Navier-Stokes表1河流流量-水位边界条件表方程式可以很好的对山区河流水流运行进行描述[2]。模拟河道1模拟河道2在对Navier-Stokes方程式均化可以得出Reynolds方程，其计算工况15年一遇洪水15年一遇洪水起始断面水位起始断面水位Q（m3/s）Q（m3/s）中包括动量守恒方程与质量守恒方程。从Reynolds方程入手，综天然700903.5470912.79合防洪堤所处河段水平尺度和垂直尺度，可以得出水利参数在模拟方

5、案1700903.5470912.79水平方向与垂直方向的变化。模拟方案2700903.5470912.79（1）紊动扩散项：综合水流的紊动影响设置紊动扩散项，本文（2）网格划分：由于平面二维工程问题中的岸边往往是复杂主要运用涡粘系数来描述紊动应力，采用亚格子模型来计算着，的，网格节点的拟合关系到数值模拟计算的准确度。而精确的拟进一步得出流转梯度，随之调整涡粘系数。合边界却是十分困难的，通常使用矩形网格来拟合边界。然而，（2）外力项：由于本文研究的河流河段范围较小，因此不将科矩形网格相对于三角网格而言

6、，在计算环节可以随意加密，从而氏力列入考虑范围。河流表面切应力主要包含表面风应力、波浪使边界更加精准，同时还能结合计算河段的重要性对网格疏密辐射应力。对与内陆地区的中小河流而言，其表面应切力对河流程度进行调整。流动产生的影响较弱，因此本文不考虑应切力作用。考虑河流底部摩擦力影响[3]。2.4天然工况下防洪堤数学模型的计算结果本文通过对模拟河道1的防洪工程修建河段进行计算，可以2.2山区河流建防洪堤对行洪影响分析的数值方法得出在山区河流修建防洪堤对河道流场合河流流势的影响，根因上文的控制方程无法获得解析

7、结果，因此只能使用数值方据天然工况下的模拟河道1的水流流态特征进行模拟计算，主法使其离散化后得出解析结果。由于河道地形较为复杂，尤其是要计算模拟河道1在天然工况下15年一遇洪水（Q=700m3/s）时受河流建筑影响后其地形更为复杂，本文通过有限单元法、有限的河流流速场，还计算了对应河流流量下的水位流速沿程具体差分法同时求解。变化情况。在计算区域时，主要采用有限元加权余量法进行离散计算，通过计算得知，在15年一遇洪水（Q=700m3/s）流量下，河流使其满足河流复杂地形的条件要求，使用这种方法的原因是其

8、主流还是可以沿着主河槽流动，尽管水流可能会出现漫上河流具有网格划分灵活，且容易处理复杂边界的优势。在计算时间左右滩地的现象，但通常漫上滩地的河流流速都低于0.5m/s。而上，主要采用非线性有限差分法完成离散计算，其特点是可以提在主河槽中，整个断面的流速分布都相对平均，流速大多在2.0~升结果的准确性和稳定性。对于离散后得到的非线性方程组，本4.0m/s之间。在流速2.5~3.0m/s的幅度范围内，在河流一些卡口文在计算过程中主要运用Newton-Raph