一种河网中堰闸工程反向水流的数值模拟方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种河网中堰闸工程反向水流的数值模拟方法及系统，其中方法包括获取水流数据，还包括以下步骤：判断过堰闸的水流流态和过流类型。本发明专利技术提出的一种河网中堰闸工程反向水流的数值模拟方法及系统，在采用四点偏心隐格式差分方法求解预定义流向的河道或河网时，针对平原河网地区最为常见的宽顶堰和平板式闸门，提供了过堰闸反向水流的计算方法，针对过堰闸反向水流的闸门关闭（有闸门控制时）、自由出流、淹没出流时的三种水流流态，按照堰流公式或孔流公式，通过泰勒级数展开，采用一阶近似的方式，获取了反向水流时追赶方程的求解系数，实现了对堰闸水流的数值模拟。

A NUMERICAL SIMULATION METHOD AND SYSTEM FOR THE REVERSE FLOW IN RIVER NETWORK WELL PROJECT

【技术实现步骤摘要】
一种河网中堰闸工程反向水流的数值模拟方法及系统
本专利技术涉及水力学模拟的
，特别是一种河网中堰闸工程反向水流的数值模拟方法及系统。
技术介绍
针对河网中存在堰闸(堰和闸)等工程时的水流模拟，在洪水分析模型中一般预先定义河道流向，如图3所示，默认水流方向为由上游流至下游。此时，针对堰闸工程，为模拟过堰闸水流，需要指定堰闸上水位、堰顶高程、堰闸下水位、闸门开启度等相关参数，如图4所示。理论上，当堰闸上水位高于堰闸下水位时，水流将由堰闸上游流向堰闸下游，即按照预定义的河道流向流动；同理，当堰闸上水位低于堰闸下水位时，水流将由堰闸下游流向堰闸上游，即按照预定义的河道流向的反方向流动。如果堰闸处建有闸门控制水流，需要根据闸门的开启度，判断过堰闸水流是否受闸门影响，而区分为按堰流公式计算和按闸孔公式计算两种类型，如果堰闸处无闸门，则按堰流公式计算。在我国平原河网地区，过堰闸水流，尤其是过堰水流的双向流动非常普遍，此类区域受上游流域洪水、海潮的综合影响，河道或河网中的水流无固定流向，频繁出现正向和反向流动的往复情况，对河网中这种过堰闸水流的模拟非常必要。在采用四点偏心隐格式差分方法求解圣维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种河网中堰闸工程反向水流的数值模拟方法，包括获取水流数据，其特征在于，还包括以下步骤：判断过堰闸的水流流态和过流类型。

【技术特征摘要】
1.一种河网中堰闸工程反向水流的数值模拟方法，包括获取水流数据，其特征在于，还包括以下步骤：判断过堰闸的水流流态和过流类型。2.如权利要求1所述的河网中堰闸工程反向水流的数值模拟方法，其特征在于，所述方法还包括判断堰闸类型，所述堰闸类型为内河道堰闸或外河道堰闸。3.如权利要求2所述的河网中堰闸工程反向水流的数值模拟方法，其特征在于，所述水流流态的判断方法为：1)当上、下游水位满足Zj<Zj+1，即上游水位小于下游水位，并且条件时，过堰闸水流为反向自由出流；2)当上、下游水位满足Zj<Zj+1，即上游水位小于下游水位，并且条件时，过堰闸水流为反向淹没出流；其中，Zj为河网中预先定义的河流上游断面的水位，Zd为堰顶高程，Zj+1为河网中预先定义的河流下游断面的水位，j为河流的横断面编号。4.如权利要求3所述的河网中堰闸工程反向水流的数值模拟方法，其特征在于，在利用Preissmann四点偏心求解方法时，河网中的内河道水流采用双追赶的形式计算，公式如下：联立上面两个公式，得到：其中，α、β、ξ、θ、η、γ为追赶系数；n2为河道的断面个数。5.如权利要求3所述的河网中堰闸工程反向水流的数值模拟方法，其特征在于，在利用Preissmann四点偏心求解方法时，当河道边界为水位边界条件时，河网中的外河道水流采用单追赶的形式计算，公式为：Z1＝P1-V1Q1Qj＝Sj+1-Tj+1Qj+1Zj+1＝Pj+1-Vj+1Qj+1其中，P、V、S、T为追赶系数。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：张念强，李娜，王艳艳，王静，丁志雄，韩松，徐卫红，王杉，俞茜，万金红，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11