三峡库区重庆段一维水流模型糙率修正分析.pdfVIP

第42卷 第 9期 人 民 长 江 Vo1．42，No．9 2011年 5月 Yangtze River May， 2011 文章编号：1001—4179(2011)09—0064—03 三峡库区重庆段一维水流模型糙率修正分析 廖 康 ，吕平 毓2 (1．重庆交通大学 河海学院，重庆 400074； 2．长江水利委员会 长江上游水文水资源勘测局，重庆 400014) 摘要：为寻求河道水流一维数值模拟计算中关键参数 “糙率”的确定方法，采用MIKEIl一维水动力模型模拟 了三峡库区重庆段 (寸滩至长寿)37个断面的水位流量变化。首先用经验的方法确定模拟计算的初步糙率； 然后 以天然河道上、下游某断面流量作为边界进行模拟计算 ；再将得到的各断面 的模拟水位值代入各测量断 面，得到此断面的过水面积、水力半径和流量模数；最后将通过规范公式计算的糙率代入一维水流模型中进行 计算，从而得到修正的糙率。结果表明：该方法能够有效提高模拟的精度，减小糙率对模拟结果的影响，对我 国其他大江大河的水流数值模拟研究具有重要的参考和应用价值。 关 键 词 ：水流模型；水力半径 ；糙率；三峡库区重庆段 中图法分类号 ：TV143．5 文献标志码 ：A 糙率的最初定义 ，是衡量河床边壁粗糙程度对水 合糙率的确定方法 ，该方法使水流一维数值模拟 流影响的一个系数，是估算洪峰流量及在其他水文分 时，对子河段的划分计算趋于方便，同时对于缺少历史 析 中的一个重要参数 。影响糙率的因素 ，主要是河床 观测资料的河道糙率参数的确定，陈建江和耿峻岭采 边壁材料的组成 (如泥沙、卵石、天然岩石)，以及各种 用多断面糙率试错法 ，在洪峰流量推求上效果 良 材料的粗细构成 ，河床边壁表面平整程度 ，包括植物生 好 。刘臣和平克军通过点绘多条河流不 同河型的不 同 长情况等。 断面形态的实测水文资料 ，建立 了可应用于平面二 维水流数值模拟中阻力沿河宽分布的经验公式 ，将得 1 问题的提出 到的断面糙率再分配函数应用到对应河段的平面二维 流场数值计算中，计算结果与实测结果吻合 良好。马 水流模型基本结构确定 以后 ，模型中可调参数主 吉明和史哲按粗糙区设计模型 ，近似推求 中线干渠 要是河道糙率 ，水流模拟结果精确与否在很大程度上 的n值及其变化规律 ，近似构造 出过渡区的n值计算 取决于糙率的正确选取…。对于三峡库 区，河道形态 关系 ，并与已有公式 比较 ，说明了其合理性 。本文利用 十分复杂，影响水流运动 的因素多，变化幅度大 ，河道 天然河道各个断面的地形资料 ，采用丹麦水动力研究 糙率取值难度较大 。三峡库区各河段情况不一 ，无规 所 (DHI)开发的MIKE11一维水动力模型进行模拟计 律可循 ，给归纳和实际引用带来很多困难 ，将 以往 的河 算，对河道 的糙率进行修正，能够有效提高模拟的精 道综合糙率用于一维水流模型中，在河流整体计算 中 度 ，并在一定程度上减小了糙率取值的随机性。 有很大的随机性 。程海云等从一维水动力学模型差