2 流域河网与管网模型

一维河网模型适用于流域复杂河网的水流泥沙运动的模拟分析,流域模型可包括库群、河网、闸堰、分布入流与集中入流。在流域规划及可及初步设计阶段,采用流域河网模型,便于掌握水量、沙量及污染输运物的总体定量分析,同时,亦可为局部区域的模型试验或局部高精度数值模拟提供边界条件。

2.1 数据输入

数据输入在“河网”文件菜单下。

2.1.1 断面参数数据输入

断面参数数据输入包括:断面参数包括:断面坐标,断面形状,断面糙率。

(1)    文件导入:点击“文件导入”弹出如下对话框,选择准备好的数据文件即可将原始数据导入的系统中。

 

 

2.1 导入准备的数据文件

 

(2)    粘贴数据导入:点击“导入数据”弹出如下对话框,把准备好的数据按照特定的格式粘贴到文本框里,点击“确定”即可将原始数据导入到系统中。

 

2.2 粘贴准备的数据

2.1.1.1 断面坐标

数据格式:断面编号,断面位置x坐标,y坐标。

参见断面属样例

2.3 准备完毕的河网节点坐标数据

2.1.1.2 断面形状

数据格式:断面号,起点距,高程,断面结点序号,右侧是断面的形状曲线。

参见断面形状样例

2.4 准备完毕的断面形状数据

 

2.1.1.3 断面糙率

数据格式:按列排列,最多三个流量级的糙率。断面号,流量0,糙率0,流量1,糙率1,流量2,糙率2。

参见断面糙率样例

2.5 准备完毕的断面糙率数据

2.1.2 连接关系

数据格式:按列排列单元号,结点1,结点2,属性(河段0,点1,水库2,闸堰3)。

参见连接关系样例

2.6 准备完毕的断面连接关系数据

 

2.1.3 水流含沙量边界条件

边界条件包括:流速边界条件,流量边界条件,水位_流量关系,含沙量边界条件,含盐度边界条件。

2.1.3.1 流量边界条件

2.7 一维计算流量边界条件设置

 

2.1.3.2 水位流量关系

2.8一维计算水位流量关系边界条件设置

 

2.1.3.3 含沙量边界条件

数据格式:格式与流量边界条件相同。

2.1.3.4 含盐度边界条件

数据格式:格式与流量边界条件相同。

2.1.3.5 输运量边界条件

数据格式:格式与水位边界条件相同。

关键数据至此输入完毕,点击“河网”——>“数据校验”,将数据写入数据库。

2.1.3.6 边界条件的图形显示

在边界条件界面,选择图形显示,可以将随时间变化的边界条件以曲线形式展示,如图2.9

2.9非恒定边界条件

2.1.4 初始条件

数据格式:输入水位、流量、含沙量的初始条件。

2.10河网初始变量资料准备

 

2.1.5 水库资料

在有需要情况下可以添加水库的库容曲线、入流过程曲线、泻流曲线。

2.1.6 闸堰、局部损失、分布入流的数据输入

在有需要情况下可以添加闸堰、局部损失和分布入流。

2.1.6.1 闸堰资料

2.11闸堰资料准备

2.1.6.2 局部损失

2.12 局部损失资料准备

2.1.6.3 分布入流

2.13 分布入流资料准备

 

2.1.7 数据校验

输入完毕,点击“河网”——>“数据校验”,将数据写入数据库,并对输入的数据格式与完备行进行检查,至此流域河网计算模型的数据准备完毕。

2.2 控制参数与计算物理参数设定

参见1.6

2.3 计算

参数设置完毕后,点击“计算”菜单下的“计算模拟”,将调用后台计算模拟程序开始进行计算。

2.4 结果分析

计算完成后点击“分析”菜单,选择“数据处理”——>“导入数据进行处理。可以在河网中的任意断面位置点击鼠标右键,显示“断面信息”、“水位过程”、“流量过程”、“流速过程”、“含沙量过程”等水力要素过程。

“分析”菜单中还包括“河网区”、“显示结果”、“统计”、“比较数据”,“水面线”,各部分功能如下:

2.4.1 河网区

显示河网中的各断面的流量过程,水位过程,流速过程。

2.14 河网的计算结果

2.4.2 显示结果

显示河网中的各断面的流量过程图,水位过程图,流速过程图。

2.4.3 动态显示

在分析-河网流场菜单,可以对河网的水位、流量及含沙量、盐度等其他输运量以颜色图的形式按时间动态展示如下。

2.15 河网流场显示

2.4.4 统计

显示河网中各断面最高水位,最高水位时,最大流量,最大流量时及最大流速。

2.16 河网计算结果统计

 

2.4.5 比较数据

数据比较包括“流量比较数据”、“水位比较数据”、“含沙量比较数据”。

2.4.5.1 流量比较数据

2.17 流量测量数据准备

2.4.5.2 水位比较数据

2.18 水位测量数据准备

2.4.5.3 含沙量比较数据

格式同水位比较数据。

2.5 珠江河网水流、泥沙、含氯度分析与预报示例

2.19 珠江河网整体界面

 

2.20 珠江河网某断面流量过程界面

 

2.21 珠江河网流场分析界面

 

2.22马口流量过程

2.23 三水流量过程

 

2.24 三沙口含氯度变化

 

2.25黄埔右含氯度变化

 

2.6南水北调山东干线流域调水模型