肇庆市水务技术中心 526040

摘要：桥梁是公路交通建设的重要组成部分。桥梁横跨河流、侵占河道行洪面积、壅高水位、改变局部流态，对沿河两岸堤防造成影响。按照河道管理范围内建设项目管理的相关规定，桥梁在建设时，需进行防洪影响评价，而对桥梁壅高水位及引起的冲淤变化计算是防洪影响评价计算的一项重要内容。为此结合肇庆市广宁县金场绥江大桥工程，利用有限元法，对桥梁建成后河流的局部水位壅高和流态变化进行分析评价。

关键词：防洪评价；平面二维计算；桥梁；数学模型。

1二维数学模型及计算内容

天然河道一般边界曲折、地形复杂，对于复杂河段的水流运动数值模拟，多采用基于曲线网格的坐标变换方法，其中正交曲线变换和一般（非正交）曲线变换方法是两种最常用的方法。本研究采用一般曲线坐标变换方法。一般曲线变换不受计算网格必须严格保证正交的限制，网格生成也较灵活。

1.1 模型计算的基本原理

经一般曲线变换后的平面二维水流模型控制方程为：

水流连续方程： （4-1）

河道主流方向运动方程：

（4-2）

垂直主流方向（河宽方向）水流运动方程：

（4-3）

其中：H 为水深（m）；u 和 v 为x 和 y 方向的流速（m/s），M=uh，N=vh；为水位（m）；n 为曼宁糙率系数；为紊动粘性系数；、为曲线坐标中流速在和方向的分量为，，；为雅克比数，；；；；；；；；、、、表示偏导数，如。

1.2 模型方程离散

上述控制方程可表达成统一的对流扩散方程形式：

（4-4）

模型计算物理量采用同位（非交错）网格布置，即计算物理量布置在控制体中心点P上。……