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第 !" 卷增刊! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水 利 水 电 科 技 进 展!##" 年 $!!月基金项目 : 河海大学科技创新基金资助项目 (!##%"#&""%)作者简介: 霍光 ($’(( —),男,广东中山人,硕士研究生,从事河口、海岸水动力学研究)珠江三角洲网河数学模型的研究进展霍光, 郑金海(河海大学海岸及海洋工程研究所,江苏 南京,!$##’&)摘要: 基于近年来珠江三角 洲 网河数学模型的研究成果, 介绍建立水流模型、 泥沙模型和水质模型的方法以及模型求解的基本思路及主要特点 ) 对珠江三角 洲 网河地区的数学模型中常用 的节点 河道模型和人工神经网络模型作了 概要说明, 并分析了 各自 的优缺点, 在此基础上讨论了 珠江三角 洲网河数学模型发展中有待研究的问题)关键词: 珠江三角 洲 ; 网河; 数学模型中图分类号: *+&!文献标识码: ,文章编号: $##-!(-"( (!##")#(!#$$.!#.珠江是我国南方最大的河流,珠江水系由西江、北江、东江及三角洲诸河组成,流域面积 ".% -’# /0!)西江和北江在广东省三水市思贤相汇后进入西北江三角洲网河区, 东江在广东省东莞市石龙进入东江三角洲网河区) 珠江三角洲网河区河汊纵横,网河密布,流域面积 !- &!# /0!) 珠江流入三角洲后经八大口门出海, 形成 “三江诸河汇流, 八口出 海”的特色) 由于珠江网河径流量大,河道泥沙冲淤严重和洪水、潮汐的综合影响,使得珠江三角洲网河水文条件复杂多变,对防洪、 航运十分不利; 随着城市人口的增多、经济的发展,各种工业废水和生活污水大量排入网河,水环境质量日益恶化,成为经济可持续发展的一个主要问题, 所有这些对珠江三角洲网河提出了一系列新的研究课题)由于网河模拟区域范围很大, 大多数情况下只能采用数值方法进行模拟, 其核心问题是网河数学模型的建立及求解) 经过对珠江三角洲网河长期的观测、研究,已经积累了大量的实测资料并对珠江网河有了一定的认识, 在数值模拟方面建立了水流模型、泥沙模型和水质模型等)!水流数学模型水流模型是泥沙模型和水质模型的基。 网河水流数学模型[$,!]大体可分为节点 河道模型、 单元划分模型、混合模型及人工神经网络模型,在珠江三角洲网河常用的主要有节点 河道模型[% 1 .]和人工神经网络模型[-,(])!)!节点 河道模型这种数学模型的基本思想是: 将网河中的每一河道视为单一河道, 其控制方程均为一维圣维南方程组;河道连接处称为节点 (汊点),每个节点处均应满足质量守恒条件和能量守恒条件) 求解由边界条件、圣维南方程组和节点衔接方程联立闭合方程组,即可得到各河段内部断面的未知水力要素)节点 河道模型的求解方法较多,主要有特征线法、有限差分法、直接解法、分级解法 (分级解法又可分为二级解法、三级解法、 四级解法、 汊点分组解法等)、矩阵标识法、非线性方法和有限体积法,在计算珠江三角洲网河时最常用的是三级联合求解法[&])三级联合求解思路清晰、 效率高、 编程简易, 现已被广泛应用于珠江三角洲网河节点 河道模型水流、泥沙、水质数值模拟中 ) 目前,珠江三角洲网河水流模型仍然以圣维南方程组离散求解为主, 随着计算机软硬件技术的飞速发展, 存储空间和 234 运行速度将不再成为限制网河数值模拟计算的瓶颈, 从而允许采用完整的圣维南方程组作为控制方程, 而不必舍弃某些项 (如惯性项等), 这对于提高计算精度来说,比采用较为复杂的高阶算法更为有效) 随着可视化程序的开发, 使得数学模型的界面更加人性化,为数学模型的广泛应用提供了基。’])!)"人工神经网络模型人工神经网络与网河在结构上有许多相似之处,两者都是由各个内部单元通过并联或串联形成一个相互制约的整体网络结构, 通过调节系统内部?.$$?

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