首页 . 工学 . 水利工程 . 水利规划 . 〔水利规划计算〕 . 〔防洪除涝计算〕

河道洪水演进计算

/river flood routing calculation/
条目作者周健刘伟
条目作者周健

周健

刘伟

刘伟

最后更新 2022-12-23
浏览 184
最后更新 2022-12-23
浏览 184
0 意见反馈 条目引用

预报(计算)洪水波沿河道传播的技术方法。又称流量演进。

英文名称
river flood routing calculation
又称
流量演进
所属学科
水利工程

它是水文预报和水文计算的一个重要方法。主要依据河道的入流流量过程,根据计算的边界条件、河道测量资料、水文成果,采用水力学或水文学方法,计算得到设计断面出流流量过程。流量演进的理论基础是非恒定流水力学。1871年圣维南成功地导出明槽水流一维渐变非恒定流方程组,它是流量演进的基本理论公式。流量演进的实质就是求解圣维南方程组,实践中常用简化的方法。常用方法有水力学演进法和水文学演进法。

基于质量守恒和动量守恒方程组或其简化方程组,用数值法求解。根据对连续方程和动力方程中保留项的不同,水力学演进法又区分为完全动力波模型、运动波模型和扩散模型。完全动力波模型。使用完全的圣维南方程组,可给定一个初始条件和两个边界条件,用数值法求解,一般没有解析解。因为求解的方法不同,又可分为特征模型、显式模型、隐式模型、有限单元法和二维(三维)模型等。运动波模型。保留动力方程式中的摩阻力项和重力项得到简单的动力方程,与连续方程联解,就是运动波模型。可用解析法或数值法求解。根据运动波模型,洪水波在传播过程中不发生衰减,其中波速为常数时为线性模型,波速为变数时为非线性模型。③扩散模型。保留动力方程式中的压力项、摩阻力项和重力项,与连续方程联解,就是扩散模型。可用数值法求解。根据扩散模型,洪水波在传播过程中发展衰减,其中有两个系数:一个反映对流特征;一个反映扩散特征。模型中的两个系数可以是常数,也可以是变数。

应用河段水量平衡方程和蓄泄关系代替圣维南方程组,根据河段水文资料进行计算。这类方法应用广泛,如经验相关法、马斯京根法、滞后演进法和线性化完全动力波模型等。①经验相关法。根据河段实测入流和出流资料建立经验蓄泄关系(经验槽蓄曲线),与水量平衡方程(有限差式)联立(又称经验槽蓄曲线法),通过图解或试算进行演进。马斯京根法。一种基于槽蓄方程和水量平衡方程的河道流量演算法。由于使用方便,精度也较高,在生产实践中得到了广泛的应用。马斯京根法已经由整河段演算发展到了分河段连续演算,该方法具有坚实的水力学基础,参数具有明确的物理意义。滞后演进法。根据明槽洪水波传播中推移和坦化两种现象,将入流推移后的蓄泄关系与水量平衡方程式联解,求得出流曲线来进行洪水演算的方法。该法应用方便,对坡度较陡的山区河段以及闸坝放水的下游较长的河段,效果较好。线性化完全动力波模型。对于单宽河道,圣维南方程组可改写成用单宽流量和水深表示的形式,并对参证流速进行线性化,求解这组线性化方程组的单位响应函数,来进行流量演进。本模型与扩散模型相似,其精度在很大程度上取决于参证流量。

相关条目

阅读历史

    意见反馈

    提 交

    感谢您的反馈

    我们会尽快处理您的反馈!
    您可以进入个人中心的反馈栏目查看反馈详情。
    谢谢!