MIKE21模型在涉河大橋防洪影響數(shù)值模擬中應(yīng)用

新建赤峰至京沈高鐵喀左站鐵路工程跨越老哈河.為研究工程對河道行洪的影響,應(yīng)用mike21模型模擬建橋后的河道水流,進(jìn)而進(jìn)行防洪影響評價.根據(jù)老哈河上游4處參證水文站推求橋址處設(shè)計洪水.采用riegl三維激光掃描儀測量河道地形,結(jié)合1:1萬地形圖處理后,采用三角形網(wǎng)格對計算區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分.對糙率等參數(shù)率定后,采用mike21模型進(jìn)行模擬計算.計算結(jié)果表明,老哈河鐵路橋修建后壅水高度較小,流場變化不大,對河道行洪安全影響較小.實(shí)踐證明應(yīng)用mike21模型模擬河道水流其效果良好,合理的評價結(jié)果為工程的防洪安全提供了保障.在實(shí)踐中應(yīng)做好對糙率等參數(shù)的率定,以保證模型的正確運(yùn)行.

長江是我國第一大河,長江流域人口眾多、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)。本文運(yùn)用mike21fm建立長江銅官山河段新洲碼頭工程的數(shù)學(xué)模型,分析工程興建對長江河道水位、流速及流場的影響,對比模型計算結(jié)果與水文實(shí)測資料,評價工程的興建對河道行洪能力的影響,計算成果令人滿意,其精度可以滿足預(yù)測要求。

本文研究使用mike21fm模型來研究h河新建橋梁的防洪影響評價中的相關(guān)分析計算,在壅水計算和二維水力分析計算兩部分來進(jìn)行分析研究。分析成果數(shù)值上與傳統(tǒng)方法相差甚微,但是分析的水力因素遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于傳統(tǒng)算法,使用mike21fm模型來進(jìn)行橋梁防洪影響評價是非常合適的。

在對mike21二維水動力數(shù)學(xué)模型進(jìn)行簡單介紹的基礎(chǔ)上，應(yīng)用mike21水動力模塊對擬建橋梁附近河段進(jìn)行三角形網(wǎng)格剖分，建立河道二維水動力數(shù)學(xué)模型，對河道流場及圓橋墩局部繞流進(jìn)行數(shù)值模擬，得出建橋前后河道流場變化，從而分析橋墩對河道流場的影響，分析結(jié)果可作為橋梁布置重要的設(shè)計依據(jù)。

采穴河上修建橋梁必然會對河道水位和流態(tài)產(chǎn)生影響,為了分析南河大橋?qū)Σ裳ê拥姆篮橛绊懬闆r,建立了正交曲線坐標(biāo)下平面二維水流數(shù)學(xué)模型,并應(yīng)用該模型對采穴河修建南河大橋前后的水流情況進(jìn)行了模擬預(yù)測。模型計算結(jié)果表明,橋梁修建后對工程附近河段水位和流速影響均較小,基本上不會對采穴河防洪產(chǎn)生不利影響。

沉湖特大橋?qū)拥婪篮橛绊懙臄?shù)值模擬——為了分析沉湖特大橋?qū)h江沉湖河段的防洪影響情況，建立了非正交曲線坐標(biāo)下平面二雛水流數(shù)學(xué)模型，并應(yīng)用該模型對漢江沉湖特大橋修建前后的水流運(yùn)動情況進(jìn)行了模擬。模型計算結(jié)果表明。橋梁修建后對工程附近河段水位和流...

為了分析沉湖特大橋?qū)h江沉湖河段的防洪影響情況,建立了非正交曲線坐標(biāo)下平面二維水流數(shù)學(xué)模型,并應(yīng)用該模型對漢江沉湖特大橋修建前后的水流運(yùn)動情況進(jìn)行了模擬。模型計算結(jié)果表明,橋梁修建后對工程附近河段水位和流速影響均較小,基本上不會對沉湖河段防洪產(chǎn)生不利影響。

該文利用mike21軟件在閩江下游某碼頭工程所在河段建立水流二維數(shù)學(xué)模型,對碼頭建設(shè)前后流場變化進(jìn)行數(shù)值模擬。經(jīng)檢驗(yàn),計算結(jié)果較合理,精度可以滿足工程應(yīng)用要求。

利用mike21軟件在閩江下游某碼頭工程所在河段建立水流二維數(shù)學(xué)模型,對碼頭建設(shè)前后流場變化進(jìn)行了數(shù)值模擬,經(jīng)檢驗(yàn),計算結(jié)果較為合理,其精度可以滿足工程應(yīng)用要求。

為評價典型濱海核電廠廠址防洪安全，采用mike21軟件模擬外海高潮位頂托條件下可能戚大洪水和1000年一遇洪水的演進(jìn)過程，分析了廠址北側(cè)排洪通道上所建大件橋梁對洪水的阻水竹用。研究結(jié)果表明：相比于橋梁的阻水作用，核電廠的防洪安全主要受降雨所引起的廠址上游小流域洪峰強(qiáng)度的控制，即使在設(shè)計基準(zhǔn)洪水位和潮位疊加可能最大降雨洪水情景下，核電廠主廠區(qū)也不受水淹的影響。

為評價典型濱海核電廠廠址防洪安全,采用mike21軟件模擬外海高潮位頂托條件下可能最大洪水和1000年一遇洪水的演進(jìn)過程,分析了廠址北側(cè)排洪通道上所建大件橋梁對洪水的阻水作用。研究結(jié)果表明:相比于橋梁的阻水作用,核電廠的防洪安全主要受降雨所引起的廠址上游小流域洪峰強(qiáng)度的控制,即使在設(shè)計基準(zhǔn)洪水位和潮位疊加可能最大降雨洪水情景下,核電廠主廠區(qū)也不受水淹的影響。

由于滬漢蓉鐵路交通要道需要進(jìn)行提速,鐵路部門擬在湖北漢丹線跨淪河處新建辛安渡大橋.淪河上修建橋梁必然會對河道水位和流態(tài)產(chǎn)生影響,為了分析辛安渡大橋?qū)S河的防洪影響情況,建立了非正交曲線坐標(biāo)下平面二維水流數(shù)學(xué)模型,并應(yīng)用該模型對淪河修建辛安渡大橋前后的水流情況進(jìn)行了模擬.模型計算結(jié)果表明,橋梁修建后對工程附近河段水位和流速影響均較小,基本上不會對淪河防洪產(chǎn)生不利影響.

本文以擬建長伊高速公路跨伊通河大橋?yàn)槔?采用mike11模型,計算了伊通河大橋建設(shè)前后橋位斷面處河道水位的橋前壅高變化情況,分析了大橋建設(shè)對伊通河樂山段河道行洪、堤防、護(hù)岸等水利工程、防汛搶險的影響及對第三方合法水事權(quán)益的影響。分析計算結(jié)果表明:伊通河大橋建成后河道水位壅高二十年一遇洪水雍高0.03m,回水長度30m；100年一遇洪水雍高0.05m,回水長度70m,并針對大橋建設(shè)存在的防洪不利影響,提出了相應(yīng)的補(bǔ)救措施。結(jié)論可對伊通河大橋建設(shè)工程提供重要技術(shù)指導(dǎo)和理論支撐。

水利發(fā)展研究　2008·4 68　 跨河大橋防洪影響評價研究 董新美 (山東省水利科學(xué)研究院,山東濟(jì)南　250013) 關(guān)鍵詞:防洪評價;高速公路;跨河大橋;工程影響 中圖分類號:tv87　　　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼:b　　　　文章編號:167121408(2008)0420068202 　　　　　　　　　　 收稿日期:2007211227 作者簡介:董新美(1964—),女,工程技術(shù)研究員。 　　隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 投入的加大,河道建設(shè)項(xiàng)目越來越多,規(guī)模越來越 大,涉及面也越來越廣,各類跨河、穿河、臨河工 程逐年增加。作為我國高速公路第一大省的山東, 近年來高速公路建設(shè)再次提速,到2007年底高速 公路通車?yán)锍桃淹黄?000km,為建成“五縱連四 橫、一環(huán)繞山東”高速公路網(wǎng)絡(luò)

北大河大橋位于酒泉市肅州區(qū)境內(nèi),該橋在舊橋位置處加寬加固.本次北大河大橋防洪評價以百年一遇洪水評價為主,橋址斷面處百年一遇設(shè)計洪水確定為1330m3/s,五十年一遇設(shè)計洪水確定為1020m3/s.根據(jù)河道實(shí)測資料及工程設(shè)計資料,分析改建后的北大河大橋工程的壅水程度、沖刷深度及防洪綜合評價,為工程的可行性及安全性提供科學(xué)依據(jù).

為分析大渡河鐵路橋興建后對河道行洪的影響,建立了平面二維水流數(shù)學(xué)模型,對大橋工程河段進(jìn)行了數(shù)值模擬計算,比較了橋梁建設(shè)前后橋區(qū)水域水位、流速變化情況,結(jié)果表明擬建大橋的修建對河段的防洪和水流特性無明顯影響,從而為該工程的實(shí)施提供重要技術(shù)支撐。

橋梁阻水壅高值計算是防洪影響評價的重要組成部分.研究一般的橋梁壅水問題,規(guī)范推薦采用經(jīng)驗(yàn)公式法進(jìn)行計算;對于河道水力條件比較復(fù)雜的情況,宜采用數(shù)學(xué)模型計算或進(jìn)行物理模型試驗(yàn).相比物理模型,數(shù)學(xué)模型具有投資小、周期短的特點(diǎn).以阿什河干流道外香坊段河道整治工程為例,運(yùn)用hec-ras軟件進(jìn)行數(shù)值模擬研究,分析了橋墩擴(kuò)孔對河道流域的防洪影響.

建立了基于有限體積法的平面二維非恒定流數(shù)學(xué)模型,采用黎曼近似解通量差分裂(fds)格式計算通過各單元邊的水流法向數(shù)值通量,并應(yīng)用相關(guān)的懸移質(zhì)、推移質(zhì)河床變形計算公式計算沖淤變化。模型應(yīng)用于浙江省49省道溫溪至鶴城段改建工程河道水流狀況的模擬,結(jié)果表明工程修建后工程段的中間部位以上以及外側(cè)附近水位略有壅高,最大壅高值0.03m;工程區(qū)附近流速減緩、靠近河道中央流速略微增大,最大增幅約0.12m/s,河道沖淤幅度在0.3m以內(nèi)。

采用準(zhǔn)二維數(shù)學(xué)模型，研究了嘉陵江北碚防洪堤工程修建后河道水流條件變化及其對通航、上游防洪等的影響，分析了工程后，水面及比降變化、主流速度變化和上水航線流速變化，提出了合理可行的工程方案

柘皋河大橋跨越柘皋河,是否會對上下游河道的防洪以及對橋位河段的河勢產(chǎn)生較大的影響,本文從流域規(guī)劃、河道防洪、河勢演變以及河道行洪沖刷等多個角度進(jìn)行分析論證。

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,交通不暢成為制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。為支持當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展,許多跨河大橋便應(yīng)運(yùn)而生,跨河大橋的建設(shè)將帶動黃河兩岸經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。依據(jù)防洪法和國家計委、水利部《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目管理的有關(guān)規(guī)定》(水政【1992】7號),對于河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目,必須進(jìn)行防洪評價。

沙井片區(qū)是深圳茅洲河流域的洪澇多發(fā)區(qū),通過mike11建立的模型,對其進(jìn)行系統(tǒng)地、動態(tài)地研究,相對手工計算,能相對準(zhǔn)確的模擬出各種設(shè)計工況,并根據(jù)模型研究結(jié)果得出較為合理的工程措施。