基于MIKE模型在内河航道整治中应用研究

本文利用丹麦DHI公司开发的水动力学MIKE模型,采用MIKE21,MIKE3模块分析了航道工程中船闸灌泄水非恒定流对引航道水流条件的影响,同时重点分析了航道整治中坝下清水下泄对航道泥沙冲淤的三维泥沙运动规律影响。本文主要针对基于MIKE软件的数值模拟在内河航道工程中的应用进行探索与研究,在此对以下两个问题进行了模拟,模拟结果验证基本吻合,满足我们的相似性要求,可以说明MIKE软件在航道工程中是适用的,同时也为内河中的泥沙问题分析在数学模型上的选择提供了有利的参考。模拟内容包括:①以某船闸工程中闸室泄水过程模拟为例,充分展现了MIKE21中开边界条件在船闸泄水非恒定流中模拟的优势,计算结果不仅能够得出需要水位和流速,还能清晰的反映出引航道内及口门区水面随时间的波动规律,并且从软件自带的后处理界面中很明显观察出引航道内有往复流存在。此外,对计算结果加以分析,研究了该工程水面波动对航深的影响以及往复流对船舶停靠的影响;②以国内典型的山区河流澜沧江曼厅大沙坝河段为实例,首先应用MIKE3模拟了橄榄坝电站修建运行后清水下泄对曼厅大沙坝的冲刷与淤积。通过三维泥沙数值模拟较好的反映出弯道和丁坝作用下泥沙运动的三维性,使计算结果更加合理。整个模型方案采用非恒定流动床试验,计算时长为8个月,河道范围约为7公里。其次将三维模拟结果与物理模型模拟结果在河床横断面形态上进行比较,最后深入分析了修建电站后坝下清水下泄冲淤对航道稳定及维护的影响。

数值模拟; 非恒定流; 航道工程;

程昌华;

U617

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