河流水沙二維數(shù)學(xué)模型在永新特大橋洪評中的應(yīng)用研究.pdf

1、實(shí)踐出真知，水利人非常重視通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐來解決水利工程難題。從被列入世界文化遺產(chǎn)的都江堰，就是李冰父子通過1∶1的水工模型試驗(yàn)不斷優(yōu)化和調(diào)整都江堰樞紐工程的分水魚嘴、飛沙堰、寶瓶口等設(shè)施的造型、尺寸、體量和位置，使之成為兩干多年來一直發(fā)揮著防洪灌溉效益的人類歷史上最偉大的水利工程之一。二十世紀(jì)九十年代以來，隨電腦的普及、軟硬件的升級以及各項(xiàng)性能的不斷提升，數(shù)學(xué)模型這種運(yùn)用數(shù)理邏輯方法和數(shù)學(xué)語言建構(gòu)的工程模型被利用解決各種工程技術(shù)問題，其

2、經(jīng)濟(jì)性、可轉(zhuǎn)移性、目的性和逼真性的特征非常顯著。
　　在研究河流的泥沙問題時(shí)，現(xiàn)代越來越多的工程優(yōu)先采用了數(shù)學(xué)模型作為工具進(jìn)行應(yīng)用研究。數(shù)學(xué)模型以數(shù)值方法、函數(shù)和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)為手段和工具，通過對河流的數(shù)值模擬與計(jì)算，解決河流水文與水工等相關(guān)問題。本文以魯南高鐵永新特大橋?yàn)榉独?，利用二維水沙數(shù)學(xué)模型作為工具模擬分析計(jì)算了跨越浚河的壅水水位和長度，模擬了橋墩附近的沖刷，為優(yōu)化主體工程設(shè)計(jì)，減小防洪影響，建立了一套客觀、可信的水沙二維

3、數(shù)學(xué)模型。
　　本文所構(gòu)建的理論模型可靠性較高，利用了物理模型進(jìn)行了比較驗(yàn)證，模型的范圍選擇科學(xué)合理，滿足向上下游延伸3倍河寬的要求;模型的網(wǎng)格劃分采用了Gambit軟件，最大網(wǎng)格10米，與1∶2000的比例尺適應(yīng)，而最小網(wǎng)格2.5米也與橋墩的體量相適應(yīng);模型邊界條件的設(shè)置、模型核心參數(shù)的選取客觀科學(xué)，模型的水面線驗(yàn)證也與歷史洪水過程基本一致;最后二維水沙數(shù)學(xué)模型為防洪評價(jià)提供了20年一遇和100年一年設(shè)計(jì)洪水橋梁建設(shè)前后的壅水高