游荡型河流转化控制因素的二维数值模拟
2012-05-10邵学军
天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2012年9期
肖 毅,杜 梦,邵学军
(清华大学水利水电工程系,水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京 100084)
游荡河型是天然河流中常见的河型之一,在国内外分布较广.我国黄河中下游均为典型的游荡型河道,因此采用多种手段研究游荡型河流的演变规律,在理论与实践上都有重要意义.20世纪80年代以来,随着计算数学的不断发展,数值模拟已作为重要手段应用于河型成因机理研究中.基于其简单性、易操作性等优点,文献[1-8]分别通过改进水沙动力学模型,模拟弯曲河道形成及发展过程,研究其形成机理及各因素之间的关系.
相较于弯曲河道模拟研究的广泛性,目前对游荡河道的数值研究及讨论仍然较为缺乏,Murray等[9]通过自动元胞机得到辫状河道的流场;夏军强等[10]通过改进二维崩岸模块模拟黄河下游游荡河段的发展;Schuurman等[11]通过对比二维及三维数值模型对游荡小河的模拟,研究其沙洲形成及演变过程,文献[12]将室内辫状小河形成过程进行模拟,得到结果与试验数据基本吻合.但上述河型数值模拟的研究均局限于对单一河型形成过程的模拟,缺乏对某一河型形成及转化过程的完整的模拟.
笔者基于改进的平面二维数值模型,建立概化河道的数值试验,模拟游荡型小河的形成;在此基础上,通过改变来水量、来沙量及边岸植被等控制因素,分别模拟游荡小河进一步发展;分析讨论上述因素对游荡河型转化的影响,并将结论与现……
登录APP查看全文
