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基于水动力学模型的临淮岗水库蓄水可行性研究

发布时间:2018-12-18 10:03

安徽省淮河沿岸地区位于华东腹地。该地区位于中国南北气候之间的过渡地带。气候变化严重,降水的时空分布极不均匀。全年65%的降水集中在汛期,连续丰富和干旱年份交替出现。淮河流域地表水资源特征具有较大的年际变化特征。在、期间的分布非常不均匀,红水资源的资源占很大比例。虽然大量洪水资源正在向海洋排放,但该地区正面临缺水问题。本文采用SMS软件建??立了RMA2水动力模型。在确保淮河干流临淮岗防洪工程防洪安全的条件下,研究了主汛期提高水位的可行性,以实现洪水资源利用的目的。

1研究区概述

临淮岗防洪工程是控制淮河洪水的重点工程,是提高淮河中游防洪标准的战略工程。该项目位于正阳关以上28公里的霍邱县与颍上县交界处。集水区面积42160平方公里,几乎控制了上山区的所有入水。该项目的建成将使淮河中游正阳关以下地区的防洪标准从不到50年提高到100年。同时,它将改变淮干洪水泛滥,直接威胁淮北地区信游娱乐1176万亩耕地的人口。淮怀南、蚌埠等重要设施和煤矿、电厂其他、交通的被动情况与淮河中游的整体防洪安全有关。

临淮岗防洪工程是一流的(1)型工程。正常洪水标准为100年,洪水标准为1000年。 100年大坝前的设计洪水位为28.41m(1985年国家基准面,下同),大坝防洪面积约1500km2,停滞蓄洪量85.6亿m3,蓄水量为增加了31.5亿立方米。 1000年,大坝前的检查洪水位为29.49m,相应的蓄水量为121.3亿m3。

2模型建立和参数确定

基于系统动力学理论和方法对水动力模型进行建模,并通过计算机数值模拟对数值和定量研究相关问题进行了研究。 1973年,美国陆军工程兵河测试站发布了RMA2模块。经过不断改进,可用于计算、河口、河口的水位和流场以及湿地,水电站和火力发电厂等水体。

2.1RMA2模型基本控制方程

2.2模型构建

(1)网格生成

基于现有的地形数据和大截面地形数据,将坐标导入Scatter模块以获得模型散点图。基于输入图,在地图模块下描绘研究区域的边界。由于河段较长且材料较多,因此有必要将研究河段划分为多个多边形。通过定义多个多边形的材质并选择填充网格来生成网格。在生成网格时,基本上在河道的直线路径中使用四边形网格,并且尽可能地使网格与流线平行;在更湍流的河段中使用三角形网格以生成更高质量的网格。(2)边界条件和参数的设定

模型边界条件采用流水位边界条件,模拟2003年1月30日至2月5日水流量。水温设计为40℃,时间步长为24小时。具体边界条件如下:上边界为临淮岗控制工程,采用连续流边界;下边界是闸门,采用连续水位边界。在淮河干流的大量研究成果中,湍流交换系数E的值为250~10000kg /(ms)。根据研究区域的地面类型选择粗糙度系数。

2.3模型校准和验证

(1)参数校准和模型校准

模型的参数需要多次计算、,以便模拟结果尽可能接近实际测量值。通过模型的多次调解计算,RMA2模型的粗糙度在0.024和0.026之间,湍流交换系数在2000和2200kg /(ms)之间。

(2)水位验证

建立模型后,将模型模拟结果与测量值进行比较,以确定模型的准确性。由于研究区内的长流域,该模型主要通过鲁泰水位,淮南段、分段和闸门段的三个典型位置剖面进行验证。根据比较图表,只有各个模拟值与测量值差别很大,并且大多数值接近测量值。在允许的误差范围内,该模型基本可靠,可用于计算。

基于水动力学模型的临淮岗水库蓄水可行性研究

3蓄水模拟计算

根据临淮岗测得的径流资料,模拟计算分别在频率分别为80%,90%,95%,97%和最差年份的条件下进行。上游上游淮港港水流边界条件和下游闸门水位边界条件如表1所示。在Lutaizi、淮南、建立三个观测断面,观察断面前后水位变化21.5m和比较20.5m,获得手术结果。

4。结论

本文以临淮岗防洪工程为例,利用SMS软件研究了RMA2二维水动力建模过程的参数化和仿真计算过程。分析计算了两个蓄水方案下的临淮岗项目高程。水位下降后的流量对各下游段水位的影响。模拟结果表明,洪水来临时,临淮岗水位适当提高,降低一定流量,对各观测段下游水位无明显影响。通过保持最低生态水位(临淮岗20.0m、水闸16.5m)作为城市生活的工业和生态应急储存能力,限制旱季农业用水,临淮水坝上游城镇生活的两个方案和保证率工业用水可达90%以上,城门生活和工业用水在闸门上的保障率也得到提高,蓄水方案可行。本文的研究工作对临淮岗蓄水工程的洪水资源利用具有一定的参考意义。

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