【正文】 d so that the hydraulic structures bee an intrinsic part of the numerical algorithm. Sediment Transport Model. The CCHE1D model calculates nonuniform sediment transport in rivers using a nonequilibrium approach. The governing equation for the nonequilibrium transport of nonuniform total load is (1)where A is the flow area。最后感謝我的父母，沒有你們默默無聞的在后面支持我，我將不會有現(xiàn)在的今天，謝謝你們給了我無私的愛，為我求學(xué)所付出的巨大犧牲和努力。在此我要感謝我的指導(dǎo)老師陳建老師給我的悉心幫助和對我耐心細(xì)致的指導(dǎo)，做論文期間由于要用到建模軟件，它對于我們是個新奇的東西，以前對于它我們都沒有應(yīng)用過，但是陳老師仍然細(xì)心的糾正我在使用過程當(dāng)中遇到的各種問題錯誤。黃河水利出版社[7]王銀山，張玉初。人民黃河，1996（11）[5]翟家瑞，郝守英，申冠卿。水土保持研究，1998,5（5）：8590[3]山東黃河河務(wù)局。參考文獻(xiàn)：[1]黃委會黃河志總編輯室。(3)黃河灘區(qū)生產(chǎn)堤的存在影響了灘區(qū)行洪滯洪與沉沙,加重了主河槽的淤積,促使同流量水位抬高,加重了“二級懸河”的不利局面,易發(fā)生“橫河、斜河”現(xiàn)象,嚴(yán)重影響洪水傳播和洪水預(yù)測精度,威脅堤防和河道整治工程的安全。 本文從防洪安全及灘區(qū)發(fā)展等方面對生產(chǎn)堤存在的問題及其影響進(jìn)行了分析論證,得出如下結(jié)論。把生產(chǎn)堤的建設(shè)與管理納人河道主管部門的常態(tài)化管理。根據(jù)對“”洪水模型的率定，表明計算河段內(nèi)各水位觀測點的實測洪水位與對應(yīng)的模擬計算洪水位誤差均在允許范圍內(nèi)，該模型在河道地形與邊界處理以及糙率選擇上是合理的，利用MIKE21軟件模擬黃河下游洪水演進(jìn)過程所得到的計算結(jié)果是可信的。 在現(xiàn)有工況下，盡管生產(chǎn)堤對洪水的漫灘過程有一定的阻滯作用，但并不能阻止洪水淹沒灘區(qū)，%，淹沒水深在1～%。模擬計算的洪水水位及漫灘條件與河道現(xiàn)狀生產(chǎn)堤情況相比，有所不同。為此，本論文將主要從上述兩方面著手，研究生產(chǎn)堤防洪效果。 計算工況及邊界條件說明洪水類型邊界條件生產(chǎn)堤處理灘區(qū)處理滯洪灘區(qū)口門位置自然工況廢除自然漫灘＼現(xiàn)狀工況現(xiàn)狀自然漫灘＼ 模擬結(jié)果分析思路 利用黃河下游生產(chǎn)堤對灘區(qū)進(jìn)行分滯洪，其防洪效果應(yīng)該體現(xiàn)在兩個方面：一是對河段下游重要地區(qū)的保護(hù)作用。結(jié)果如表320所示：表320 夾河灘～高村河段模擬水位與實測水位對比結(jié)果水位站實測值（m）模擬值（m）誤差（m）東壩頭禪房石頭莊榆林青莊最終確定的糙率文件如圖321所示：圖321 最終糙率文件第四章 計算方案及結(jié)果分析 計算工況 根據(jù)數(shù)學(xué)模擬河段的研究任務(wù)、考慮黃河下游河段河道地形特點、河流洪水特點、生產(chǎn)堤等影響因素，作為模型范圍確定原則。 輸出面文件如圖318所示：圖318 河段洪水位分布圖 用MIKE 21 軟件中的Data Extraction 模塊從輸出的面文件中提取五個水文測站的水位數(shù)據(jù)，并找到各個測站的水位最大值。為了消除這些偏差使模型達(dá)到所需要的精度需要對糙率文件進(jìn)行多次的修改和驗證。這樣，建模完成。在“Point series”參數(shù)區(qū)中的“Map Projection”選擇“NONUTM”，然后在下面的文本框中輸入河段五個測站的坐標(biāo)。圖 314 夾河灘邊界條件設(shè)置 展開“Outputs”子參數(shù)項，點擊“New output”項兩次， 點擊“go to”對輸出項進(jìn)行設(shè)定。圖312 初始水位的設(shè)置 模型進(jìn)口邊界條件設(shè)置。下面簡要介紹進(jìn)行Initial surface level(初始表面高度)和Resistance(糙率)設(shè)置的操作過程。點擊“Boundary names”，修改“Code 4”為“GaoCun” ，修改“Code 3”為“JiaHeTan”，如圖39所示。如圖34所示：圖34插值最后導(dǎo)出夾河灘～，：圖35夾河灘～高村河段三維地形 初始糙率的設(shè)定 將夾河灘～高村河段地形圖的dfsu文件在Data Viewer中打開，先將河段所有區(qū)域進(jìn)行框選得到節(jié)點信息，將糙率值統(tǒng)一設(shè)為70；然后將河道主槽進(jìn)行框選得到節(jié)點信息，將糙率值統(tǒng)一設(shè)為40。在生成的模擬區(qū)域的進(jìn)口和出口添加弧形來定義進(jìn)口邊界和出口邊界。 創(chuàng)建計算網(wǎng)格需要河段的地形數(shù)據(jù)資料。如無實測資料，則按附近河道縱坡，以均勻出流考慮。使用一階迎風(fēng)格式有： （3211） 模型結(jié)構(gòu)1）計算方法 由于網(wǎng)格類型為非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，采用中心有限體積法對原方程進(jìn)行離散，把整體的計算區(qū)域細(xì)分為非重疊的單元。擴(kuò)散項：同樣根據(jù)Gauss散度定理，將體積分轉(zhuǎn)變?yōu)槊娣e分后，有： （329）在得到（325）各項的單獨表達(dá)式后，還要做兩方面的工作：1）在對流項中需要引入特定的離散格式（328）中界面物理量、和用節(jié)點物理量來表示，可用一階迎風(fēng)格式。圖4圖4中使用的是三角形控制體積，三角形的質(zhì)心是計算節(jié)點，如圖中的紅點所示。因此當(dāng)網(wǎng)格節(jié)點很密時，離散方程的解將趨近于相應(yīng)微分方程的精確解。有限體積法即使在粗網(wǎng)格情況下，也顯示出準(zhǔn)確的積分守恒。 有限體積法的基本思路易于理解，并能得出直接的物理解釋。簡言之，子區(qū)域法屬于有限體積發(fā)的基本方法。其基本思路是：將計算區(qū)域劃分為一系列不重復(fù)的控制體積，并使每個網(wǎng)格點周圍有一個控制體積；將待解的微分方程對每一個控制體積積分，便得出一組離散方程。2)控制方程MIKE 21水動力學(xué)模型的主要控制方程為雷諾方程的垂向平均如下：質(zhì)量守恒方程： （321）X方向動量方程： （322）Y方向動量方程： （323）方程中為時間；、為右手Cartesian坐標(biāo)系；為水面相對于未擾動水面的高度即通常所說的水位；為靜止水深；為重力加速度。 控制方程1)控制方程特點 對于河口、海岸、湖泊、寬淺河道與坡面流等廣闊的寬淺型水域，水平尺度遠(yuǎn)大于垂向尺度，水力要素（流速、水深等）在垂直方向的變化要遠(yuǎn)小于水平方向的變化，沿水深分布比較均勻，其流態(tài)、水力要素可用沿水深平均值來表示。 水動力(HD)模塊是MIKE21軟件包中的基本模塊，它為泥沙傳輸和環(huán)境水文學(xué)提供了水動力學(xué)的計算基礎(chǔ)。 （4）能進(jìn)行干、濕節(jié)點和干、濕單元的設(shè)置，能較方便地進(jìn)行灘地水流的模擬。 （2）具有強(qiáng)大的前、后處理功能。第三章 模型的建立與率定 MIKE 21軟件的介紹 MIKE21數(shù)值計算與分析軟件是國際上比較成熟的DHI軟件系列中關(guān)于水動力、波浪和泥沙輸運(yùn)等模型進(jìn)行潮流場、代表波要素的波浪場和泥沙輸運(yùn)的數(shù)值模擬工具。有544個村莊。 陶城鋪至西河口河段。長垣縣、東明縣的灘區(qū)約占該河段灘區(qū)總面積的42%。該河段長227m，是銅瓦廂決口改道后形成的河段?，F(xiàn)有灘地面積844km2，其中高灘452km2，低灘392km2。這一河段灘槽高差較大，一般當(dāng)?shù)睾榉辶髁?000m3/s可漫灘，灘地主要集中在左岸的孟津市、溫縣、武陟縣境內(nèi)，面積廣大，習(xí)慣上稱為“溫夢灘”。由于大河初出峽谷，驟入平原，比降較陡，流速較大。陶城鋪以下河道的河勢已得到控制；高村至陶城鋪河段，主流已趨于穩(wěn)定，河勢得到了基本控制；高村以上游蕩性河段也已修建了一批布點工程，縮小了游蕩擺動范圍。 圖 3： 黃河下游典型大斷面形態(tài)示意 黃河在孟津縣白鶴由山區(qū)進(jìn)入平原，河道上寬下窄，比降上陡下緩，花園口至高村河段，河寬水散，沖淤幅度大，主流擺動頻繁，為典型的游蕩性河段。1987～1999年期間，黃河下游河道經(jīng)常出現(xiàn)小水帶大沙的異常來水來沙條件。 研究思路 應(yīng)用平面二維數(shù)學(xué)模型，按現(xiàn)狀生產(chǎn)堤、廢除生產(chǎn)堤兩種條件進(jìn)行了典型洪水 “”的模擬，模擬計算給出了夾河灘～高村河段不同邊界洪水演進(jìn)、漫灘的過程及灘區(qū)淹沒程度。 研究的意義 現(xiàn)狀生產(chǎn)堤嚴(yán)重影響防洪和灘槽淤積分布，但廢除生產(chǎn)堤影響灘區(qū)180余萬人的生存與發(fā)展，地方政府阻力很大。不利于灘區(qū)種植和土壤改良。7)對灘區(qū)群眾生產(chǎn)生活也存在不利影響 生產(chǎn)堤雖然保護(hù)了灘區(qū)群眾免于中小洪水頻繁漫灘受災(zāi)，但對群眾的生產(chǎn)生活也有許多不利影響。如“”洪水在花園口～利津河段傳播時間長達(dá)369 h，約為多年均值的2倍，為有水文記錄以來最長。由于河槽過洪能力明顯降低，局部河段2000m3/s左右流量就可漫灘，小水就能造成大災(zāi)。3)生產(chǎn)堤的修建加大了黃河防洪的難度 近年來由于黃河多次加高加固黃河堤防，興建河道整治工程，特別是1998年長江大水之后，國家加大了黃河治理力度，按照2000年設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，加高、加固兩岸堤防，加修、改建了許多河道整治工程，近期又進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化堤防建設(shè)，將黃河堤防建成“防洪保障線、搶險交通線、生態(tài)景觀線”，防洪工程的抗洪能力大大增強(qiáng)。 由于河道橫比降遠(yuǎn)大于縱比降，如若中、小洪水生產(chǎn)堤一旦決口就會形成一條小河直沖大堤。灘區(qū)淤積量的明顯減少，加劇了灘地橫比降的發(fā)展。天然條件下的中小漫灘洪水，入灘水流少、含沙量低、灘槽水沙交換較弱，生產(chǎn)堤存在與否對河道沖淤及灘地橫比降的影響不大。 在“二級懸河”形態(tài)下，河槽外高于灘面4米～6米，內(nèi)呈“淺碟狀”，即使發(fā)生中小洪水，主槽也難以容納，必然造成重大河勢變化，易出現(xiàn)橫河、斜河，增大了“沖決”和“潰決”的危險。近幾年調(diào)水調(diào)沙清水下泄，防止了漫灘分水，取得了良好的沖刷效果。減小河道流量，相應(yīng)降低了水流挾沙能力，不利于沖刷河道與輸沙入海。(2)增加了大水來臨前群眾外遷的時間。 生產(chǎn)堤的積極作用及危害 生產(chǎn)堤的積極作用1）保護(hù)了灘區(qū)群眾生產(chǎn)和生活 黃河下游灘區(qū)是群眾賴以生產(chǎn)和生活的重要場所，也是群眾最直接最根本的利益所在。 黃河灘內(nèi)最早的生產(chǎn)堤是沿黃群眾為保護(hù)耕地、村莊，自修自守的土堤，它一般逼近黃河，為單個村或鎮(zhèn)所建，一般為獨立的、封閉的村堤、村堰，沒有連成長堤。20世紀(jì)80～90年代，黃河下游洪水漫灘流量一般在5000m3/s左右，而90年代以后，漫灘流量逐年變小。所以本文就對生產(chǎn)堤存在的利弊，研究它對防洪的影響，在確保群眾利益的同時，減小防洪難度。隨著生產(chǎn)的發(fā)展和需要，他們在黃河兩岸大量修建了生產(chǎn)堤。 flood protection。4）比較分析兩種工況下，禪房、東壩頭、石頭莊、青莊和榆林五個測站的水面高程及洪峰流量下的淹沒面積。經(jīng)整理分析得到該課題題目的來源及研究的意義。黃河下游生產(chǎn)堤對灘區(qū)分滯洪的影響畢業(yè)論文目錄摘 要 IABSTRACT： II第一章 緒論 1 問題的提出 1 生產(chǎn)堤的介紹 1 生產(chǎn)堤的作用 1 生產(chǎn)堤的由來及現(xiàn)狀 1 生產(chǎn)堤的積極作用及危害 2 生產(chǎn)堤的積極作用 2 生產(chǎn)堤的危害 3 研究的意義 5 研究思路 6第二章 河段的基本情況 7第三章 模型的建立與率定 9 MIKE 21軟件的介紹 9 模型結(jié)構(gòu) 10 平面二維數(shù)學(xué)模型的建立 10 控制方程 10 模型結(jié)構(gòu) 14 MIKE21模型的建立 15 地形文件的生成 15 區(qū)域邊界的生成及調(diào)整 15 模擬區(qū)域的三角劃分 16 初始糙率的設(shè)定 19 夾河灘～高村河段平面二維數(shù)學(xué)模型的建立 20 模型率定 26第四章 計算方案及結(jié)果分析 31 計算工況 31 模擬結(jié)果分析思路 31 成果分析 32 來洪時主槽水面高程分析 32 灘區(qū)淹沒面積分析 32 認(rèn)識 33第五章 結(jié) 語 34參考文獻(xiàn) 35致 謝 36附 錄 37黃河下游生產(chǎn)堤對灘區(qū)分滯洪的影響摘 要黃河下游灘區(qū)河道主槽兩側(cè)修建生產(chǎn)堤縮窄了洪水過流斷面,對防洪造成了一定影響。全文主要的研究內(nèi)容：1）針對研究課題，收集黃河下游河段的基本資料。模擬計算出現(xiàn)有生產(chǎn)堤和廢除生產(chǎn)堤兩種不同工況下“”洪水的演進(jìn)過程、河道流速、河道洪水水位。 關(guān)鍵詞：生產(chǎn)堤；防洪；洪水演進(jìn)；數(shù)值模擬；MIKE21模型中圖分類號：TV871INFLUENCE OF THE YELLOW RIVER DOWNSTREAM PRODUCTION OFBEACH DISTINGUISH FLOOD EMBANKMENTABSTRACT：The production dike which is built on the both sides of the lower reaches of the Yellow River main channel has some impact on the flood control. Retention or abolition, bees the focal point of flood control and decision of the disaster reduction onc