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    188宝金博页面版: 一种新的水面线计算方法

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    内容提示： 第 23卷第 3 期 水 利 水 电 科 技 进 展 2003 年 6 月 一种新的水面线计算方法 黄佑生 ， 顾令宇2 ( 1． 江西省水利规划设计 院 ， 江西 南 昌330029； 2． 河海大学水资源环境学院 ， 江苏 南京210098) 摘要： 在现行水面线试算模型的基础上 ， 改造得 出一种新的水面线试算模 型， 解决 了由上游控制水 位 向下直接 试 算推 求河道 水 面线的 问题 ， 同时还能 处理传 统方 法所不 能直接 解 决的一 些 实际问题 ． 在江西抚河上应用该方法进行 了计算 ， 结果表 明该方法是合理和可信的． 关键词 ： 水面线； 水位 ； 水力计算 中图分类号 ： W V131． 4 文献标识码： A 文章编号 ： ...

    文档格式：PDF | 页数：3 | 浏览次数：65 | 上传日期：2013-10-13 14:22:40 | 文档星级：
    第 23卷第 3 期 水 利 水 电 科 技 进 展 2003 年 6 月 一种新的水面线计算方法 黄佑生 ， 顾令宇2 ( 1． 江西省水利规划设计 院 ， 江西 南 昌330029； 2． 河海大学水资源环境学院 ， 江苏 南京210098) 摘要： 在现行水面线试算模型的基础上 ， 改造得 出一种新的水面线试算模 型， 解决 了由上游控制水 位 向下直接 试 算推 求河道 水 面线的 问题 ， 同时还能 处理传 统方 法所不 能直接 解 决的一 些 实际问题 ． 在江西抚河上应用该方法进行 了计算 ， 结果表 明该方法是合理和可信的． 关键词 ： 水面线； 水位 ； 水力计算 中图分类号 ： W V131． 4 文献标识码： A 文章编号 ： 1006— 7647(2003)03— 0031— 03 在恒定缓变流条件下 ， 由于特定断面的一定质 量水体的机械能仅是其断面水位 的函数 ， 且上下游 水位存在着一一对应 的关系 ， 因而无论通过下游水 位还是通过上游水位都可以求得相应的上游水位或 者 相应 的下 游 水位 ， 从 而达 到推 求 水 面 线 的 目 的u 】 ． 但是我国现行的水面线计算方法 ， 包括试算 法和图解法两大类型方法 ， 均是 以下游控 制( 或设 定 )水位推求相应上游水位 ， 而不能以上游控制或设 定水位来推求下游相应水位 ． 从理论上分析其原因， 传统的水面线推算数学模型在下游水位推求上游水 位时是收敛的， 而在上游水位推求下游水位时却是 单向发散的 ． 根据同一算式而采用不同表达式在迭 代试算 中存在着收敛或发散两种截然不同情况的原 理(如 = 一l 迭代算式发散而 式收敛) ， 解决 由上游水位推求下游水位的水面线推 求方法这一问题的可能途径是 ： 在相 同原理的基础 上， 改造现行水面线试算数学模型 ， 推导出一种具有 收敛性的新的水面线试算数学模型． 本文推导 出的数学模型， 可 以由上游控制水位 向下直接推求河段下游水位． 它为水面线的推求提 供了一种新的方法， 还可直接解决支流和下游大水 体顶托影响等一些实际问题 ． = ~／ + 1迭代算 1数学模型的建立 根据水量平衡与动量平衡方程， 利用恒定缓变 流的边界条件， 改造圣维南方程， 得出不考虑局部水 头损失的现行水面线实用试算公式为 ? △ ( + )+ ( 1一 去 ) c · 式 中 ： △ Z 为 河段上 下断 面水 位差 ， m； △ 度 ， m； Q 为河段流量 ， m3 ／ s； n 为河段糙率 ； Al 和 A2 分别为河段上 、 下断面 的过水面积 ， m 2； Rl 和 R2分 别为河段上、 下断面的水力半径 ， m； g 为重力加速 度 ， m／ s2． 若不考虑流速水头项 ， 则式( 1) 为 为 河段 长 A Z= △ L( + 1 )㈤ 在数学模型的建立中， 为简便起见， 先对式 (2) 进行改造 ，得出适应上游水位推求下游水位的试算 数学模型， 然后再扩展为考虑流速水头损失 的一般 水面线试算数学模型． 若 以上游水位推求下游水位， 则上断面的水位 是已知的 ， Al ， R l为确定值 ， 式中的 n ， Q， △ L 为已知 值， 仅 2， 2 是下游水位也就是上 、 下游水位差 △ z 的函数 ， 为方便转换改造起见， 令 ： 口： △ L ， 6 ，显然 口为一常数 ， 6 为一确定值 将 口， 6 代入式(2) ， 则式(2)变为 △z =口 【 J (3) 下面就天然河床的一般断面进行分析 ， 建立 A： 和 △ z 的显式关系， 变换 △ Z 与A2的表达式 ， 改造式 ( 3) ， 得到新的数学模型． 在天然河道下游断面中( 见图 1) ， 实际水位( 试 算迭代真值) 一定低于上游断面起算水位 游断面中， 令试算初值 H2 = Hl， 试算迭代终值水位 ， 在下 作 者简介 ： 黄佑生( 1949一 ) ， 男 ， 江西星子人 ， 高级工程师 ， 主要从事 防洪 、 水资源与水文规划和设计 工作 · 3 l · 维普资讯 http://www.cqvip.com

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