某迷宫堰水面线模拟研究

天然河道水面线计算的几种方法探讨摘要：介绍了明渠恒定均匀流法、天然河道水面线系统、HEC-RAS软件及SOBEK软件4种常用的水面线推算方法，并对不同河道进行了水面线推算，然后对计算结果进行了对比分析。

结果表明：对于坡度较小且沿程顺直、断面规整的河道，若下游起始水位对上游河道水位影响较小，则可用明渠恒定均匀流法进行水面线推算；若下游起始水位对上游河道水位影响较大，则可采用天然河道水面线系统进行水面线推算；对于断面不规整的缓流河道，水位推算结果大体呈天然河道水面线系统、HEC-RAS软件、SOBEK软件的趋势；对于急流河道，HEC-RAS软件推算的水位比SOBEK软件推算的水位偏高。

关键词：明渠恒定均匀流法；天然河道水面线系统；HEC-RAS软件；SOBEK 软件；水面线推算Abstract: nullah constant uniform flow method, four kinds of water lines in the natural channel surface line system, HEC-RAS software and SOBEK software projection methods, and different river water surface line projections, then the calculation results of the comparative analysis. The results show that: if the downstream starting water level on the upstream river water level downstream starting water level For a slope smaller and straight along regular cross-section of the river, upstream water level of rivers, the available the nullah constant uniform flow method, the water line projections; greater impact, you can use the natural channel surface line system for the water line projections; sectional irregular slow flow of the river, the water level projection results in a substantially natural channel surface line> HEC-RAS software> SOBEK software trend; rapids river HEC-RAS software projected water level than SOBEK software projected high water level.Keywords: nullah constant uniform flow method; natural channel surface line system; HEC-RAS software; SOBEK software; surface line projections前言水面线推算是河道整治的基础工作，其推算结果直接影响到河道断面的规划设计，进而影响到河道整治的工程量和工程造价。

某水库上游围堰二维渗流及背水坡稳定分析研究发表时间：2020-04-14T09:01:56.313Z 来源：《城镇建设》2020年第3期作者：王冬冬[导读] 某水库的兴建截流需要修建围堰，本工程上游采用心墙坝围堰，但心墙的防渗效果及背水坡的稳定性至关重要摘要：某水库的兴建截流需要修建围堰，本工程上游采用心墙坝围堰，但心墙的防渗效果及背水坡的稳定性至关重要。

本文根据地质资料建立了渗流及坝坡稳定的有限元计算模型，目的是了解围堰渗流场和围堰边坡稳定的情况。

关键词：围堰渗流稳定坡降0 引言近年来对水资源的综合开发利用工作正进行的如火如荼，这对于水利水电工程行业的发展是个极大机遇与挑战。

但是很多的水利工程修建以后也出现了各种问题，纵观各种病险不难发现水库大坝很少出现由于结构破损引起的稳定问题，相反由于渗流稳定引发的次生灾害却层出不穷。

随着计算机技术的发展，数值实验和仿真分析可以部分替代和补充模型试验的研究。

本文利用数值实验，分析围堰的渗流场，分析其岩土体的渗透稳定性的影响，同时分析其对围堰边坡稳定的影响。

1 渗流基本理论考虑土水的压缩性，认为坝体内渗流符合达西定律，非稳定渗流微分方程式为：（1）式中，为水头函数；分别为x，y方向上的渗透系数；为贮水率；该方程根据质量守恒定理描述了流体在渗透介质的流动过程中，其在某一单元体内的增减速率等于进出该单元体流量速率之差。

水头边界为：（2）流量边界为：（3）对于瞬态渗流的计算采用Seep/w软件，它采用的是向后差分法，也即设置为1.0，则有限元方程简化为：（4）2 工程概况某水库工程地处泾河一级支流黑河上，坝址位于黑河干流下游，距河口2.0km。

工程建设开发的主要任务是给矿区工业供水和县城生活供水，同时兼有减淤、发电等功能，属综合利用的大（二）型Ⅱ等水利工程。

本工程采用上下游围堰一次性拦断河床的围堰导流方式，利用泄洪排沙洞导流，根据招标技术文件，大坝施工导流建筑物按4级设计，导流标准选取为10年一遇的洪水标准，相应的洪峰流量为Q=1310m3/s，经调洪计算，堰前水位868.60m，堰顶高程869.80m。

天然河道水面线计算及合理性分析【摘要】天然河道水面线计算问题一直是水利工程中一个十分重要的问题。

科学合理的分析计算水面线是对水面线推求的基本要求。

笔者在本文中结合对某条河流的水面线推求，对加强水面线计算的合理性进行讨论，对几种常用的水面线计算方法和计算软件进行说明。

【关键字】天然河道、水面线计算、合理性分析一、前言我国现阶段在水面线的推求和计算过程中，经常用到的方法有明渠恒定均匀流法、天然河道水面线系统等，常用的软件有MIKE 11和HEC-RAS，这些方法和软件都有自己的使用范围和特点，下面请和笔者共同来一探究竟。

二、天然河道水面线计算常用方法明渠恒定非均匀流是一种流速沿程变化的流动，伴随着流速变化，水位或水深，过水断面面积等水力要素也将沿程变化。

许多明渠非均匀流问题都可归纳为探求水位或水深的沿程变化规律，即求出函数z=z(s)或者h=h(s)的具体形式，其中s为流程坐标。

这里所讲的明渠恒定非均匀流水深或者水位的沿程变化规律包括两方面的含义：一是水面曲线的定性分析，即探求水面曲线大致是什么形状的曲线，二是水面曲线的定量计算，即需要知道沿程的水深或水位。

为解决这两个问题，首先必须建立描述水深或水位沿程变化规律的微分方程。

1、明渠恒定非均匀流法明渠恒定非均匀流法是最基本的水面线算法，在断面规整的明渠中经常采用。

其基本公式如下形式：式中：Z1、Z2——上游断面和下游断面的水位高程、——上游断面和下游断面的流速水头——动能修正系数；——断面平均流速；、——此河段水流的沿程水头损失和局部水头损失。

2、天然河道水面线系统天然河道过水断面一般极不规则，糙率及纵坡沿程都有变化，明渠恒定均匀流法已不适用。

天然河道水面线系统能较好地解决这一问题，在平原河道整治中运用较为广泛。

该系统的优点是可直接读取断面资料，通过图形窗口划分断面滩槽，利于人机交互，从而提高水面线推算的工作效率。

缺点是只能用于缓流河道，不能直接推算桥、坝等建筑物处的水位。

某型水利工程的水力特性模拟与优化研究第一章：引言某型水利工程的水力特性模拟与优化研究是当今水利工程领域的热点研究方向之一。

随着社会经济的不断发展和环境问题的日益突出，对于水力特性模拟与优化的需求也愈发迫切。

本文将围绕某型水利工程的水力特性模拟与优化展开深入研究，以期为相关领域的进一步发展提供有益的参考。

第二章：水力特性模拟方法及优化技术概述2.1 水力特性模拟方法水力特性模拟方法是研究水利工程水流运动规律的重要手段。

常用的水力特性模拟方法包括：物理模型试验、数值模拟以及两者的结合。

物理模型试验通过建立水利工程的缩尺模型，通过实验获得水流运动规律的相关参数。

而数值模拟则是利用计算机技术对水流运动进行仿真，通过数值计算得出水流运动的结果。

两者的结合则能够更全面地研究水流运动规律。

2.2 优化技术概述水力特性模拟的优化技术是为了进一步提高模拟结果的准确性和可靠性而采用的一系列方法。

常见的优化技术包括：参数修正、初始条件调整、边界条件优化等。

参数修正是通过改变模型输入参数来修正模型结果，以使其更接近实际情况；初始条件调整是针对模型运行初始状态进行参数的调整，以获得更准确的模拟结果；边界条件优化则是通过优化模型的边界条件，以使模拟结果与实际情况更吻合。

第三章：某型水利工程的水力特性模拟3.1 水力特性模拟流程针对某型水利工程的特点，可以确定水力特性模拟的流程为：首先，收集水力特性模拟所需的基础数据，包括水文数据、地理数据等。

然后，建立水力特性模拟模型，包括选择合适的水力模型、确定模型参数等。

接下来，进行模型验证，将模拟结果与实测数据进行对比分析，以验证模型的准确性。

最后，根据模拟结果进行水利工程的水力特性分析，了解水流运动规律以及相关参数变化规律。

3.2 物理模型试验物理模型试验是水力特性模拟研究中的重要手段之一。

该型水利工程在进行物理模型试验时，需采用合适的缩尺比，并模拟真实工程的流量、水位变化。

通过实验可以得到水流的速度、压力等参数，并结合某型水利工程的实际情况，对水流运动规律进行深入分析。

迷宫堰的特点及优越性武剑;孙森林;邵继梅【期刊名称】《河北水利》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】1页(P45-45)【作者】武剑;孙森林;邵继梅【作者单位】河北省水利水电勘测设计研究院;河北省水利水电勘测设计研究院;河北省水利水电勘测设计研究院【正文语种】中文迷宫堰亦称“折线型堰”是堰顶平面形状为锯齿形的一种特殊堰型，它的溢流前沿宽度比直线形堰长几倍,在较低水头时具有较大的过流能力,加上它的经济、高效、方便布置和便于管理等特点，非常适合于泄水宽度受限，但又需提高泄流能力的泄水建筑物中。

迷宫堰在我国水利工程中应用较晚，但国内在水库溢洪道改造中应用迷宫堰，积累了很多经验，取得了巨大的效益。

1. 迷宫堰的特点迷宫堰平面上是由一串首尾相接的三角形、梯形或矩形等几何结构组成，堰顶轴线呈折线，状如锯齿。

在堰顶轴线特征上，迷宫堰有明显区别，迷宫堰用连续折线代替传统的直线布置形式，具有了数倍于直线的泄水前沿。

依据单宫形状的不同，迷宫堰在平面上分为三角形和梯形的布设。

水力特性表现最优秀的是三角形布设，缺点是溢流水舌之间的干扰程度过高。

因此，为了便于工程施工施工，一般采用接近三角形的梯形进行工程布设。

迷宫堰还可以设置调整段，进行一级缩窄，也可布置成二级缩窄，此时应验算堰后最小堰高是否满足自由出流。

迷宫堰水流是三元流，既有正堰水流，又有侧堰水流。

水流经过堰顶后，会集中下泄，相互撞击的三股水流使得迷宫堰的水力特性比直线堰更为复杂。

普通的泄流函数很难解析计算，实际应用中多用因次分析法与试验相结合的一元流的分析方法，并以计算机辅助求解。

依据能量守恒定律和缓变流的连续性原理可知。

水流从引渠进入上游宫室时，过水断面突然收缩从而引起水面下降，邻近两侧堰时，水位又上升，总的趋势是上游水面线先降后升，下游则先升后降，致使堰前水头小于引渠的工作水头。

自引渠经宫室到溢流，堰顶平均水面线越来越接近库水位时，其泄流能力增大，迷宫堰的性能更好。

矩形迷宫式滴灌灌水器的模拟研究．．张琴，叶含春，管瑶(塔里木大学水利与建筑工程学院，新疆阿拉尔843300)摘要：利用Fl uent软件对滴灌灌水器流道内流体流动进行了数值模拟，得到了流道压力图、流速矢量图。

根据流道内流线变化对灌水器流道结构进行了优化设计，采用了圆弧形流道结构。

通过优化前、后的速度矢量图可知：优化后的滴头流道涡旋区和低速滞止区基本消除，虽然在流道拐弯处的小部分区域内流体流动速度仍有些偏高，但是从流道整体来看，优化后的流道内主流速度分布比较均匀，且流体充满整个流道，大大提高了灌水器的抗堵塞性能。

关键词：灌水器；流速；数值模拟中图分类号：s277．9+5文献标识码：A文章编号：1003-188X(2012)01-0190-05 0引言1材料与方法我国是一个农业大国，按2009年的统计，总用水量为5965．2亿m3，农业用水量为3723．1亿m3，占总用水量的62％。

因此，节约农业用水对缓解我国水资源供需矛盾将起到很大作用。

在节水灌溉技术中，滴灌因其省水省肥、灌溉均匀度高和增产高效等优点而得到迅猛的发展。

其中，滴灌技术在新疆的发展尤为迅速。

截止2009年，新疆高效节水总面积达到133．3万hm2，其中2009年新增高效节水灌溉面积25．33万．hm2。

在滴灌系统中，滴灌灌水器为核心部件，被称之为滴灌系统的心脏，在整个滴灌系统中用量较大，其费用往往占整个系统投资的25％～30％左右。

灌水器质量的好坏直接影响到整个系统，灌水器流道结构对其水力性能和抗堵塞性能有着非常重要的影响。

由于灌水器的结构极其微小，采用传统的量测方式不能清楚地显示其流道内部结构以及水流在流道中的流速变化，这对于研究滴灌灌水器流道内部的水流流动状态极为困难。

采用C FD软件模拟技术，已成为现代滴头设计手段中重要的组成部分。

本文旨在利用C F D数值模拟方法对滴灌灌水器内部水流流动特性进行研究，以降低灌水器堵塞；通过优化迷宫流道结构，使灌水器既有较好的水力性能又有较强的抗堵塞能力。

Morris水迷宫实验标准目录一、实验原理（水迷宫的发展史，以及简单的实验原理和应用领域，以及在我国的发展情况和国内外的主要厂家）二、Morris水迷宫的组成（主要分为硬件和图像采集，软件）三、硬件准则（国内外文献提及到的硬件准则，我们主要针对国内文献提及到的）四、实验流程准则（实验细节）五、统计方法学准则（遵循统计学原理）六、评价指标的准则（实验数据的解释）七、实验适用范围准则（实验适用四个领域，与水迷宫的10个优点）八、实验注意事项以下准则仅供实验参考，行为学实验必须依据自身的实际课题来恰当安排实验。

一、实验原理20世纪80年代初,英国的心理学家Morris和他的同事利用大鼠在盛有水和牛奶混合物的不透明水池中搜索目标物的方法,研究大鼠的海马等脑区受到损害后的学习、记忆和空间定向以及认知能力时取得了令人瞩目的结果。

这种装置不但构思新颖、实验设计合理以及方法简便和实用,而且便于观察和记录动物入水后搜索藏在水下平台所需的时间、采用的策略和它们的游泳轨迹,从而可分析和推断动物的学习、记忆和空间认知等方面的能力。

虽然起初的实验对象为大鼠，但此后该迷宫系统成为评估啮齿类动物空间学习和记忆能力的经典程序，广泛运用于神经生物学、药理学等领域的基础和应用研究中。

它能较客观地衡量动物空间记忆、工作记忆以及空间辨别能力的改变。

因此,这种研究方法很快就引起各国神经科学家的关注,并将此法称为Morris水迷宫法。

国外有许多生产Morris水迷宫的公司，比如说德国的TSE公司，美国的Sandiegoinstruments公司、德国Biobserve公司、荷兰Noldus等等；20世纪80年代末,中国科学院心理研究所建立了我国第一个Morris水迷宫实验室,并于90年代初建立了Morris水迷宫图像自动采集和处理系统。

国内随后出现了许多Morris水迷宫生产厂家，比如说有上海软隆科技有限公司、安徽正华生物仪器设备有限公司、北京智鼠多宝科技有限公司等等，但是从国际到国内，Morris水迷宫的硬件设备，软件系统，实验方法，以及实验数据的处理方法都不尽相同，因此，从Morris水迷宫法的发明到现在已有20余年的历史了，应该制定一套比较标准的实验准则了。

天然河道水面线计算简析摘要：河道整治、堤防工程设计中需要计算河道洪水水位，推算河道水面线，本文对河道水面线计算方法和公式作简单总结和介绍，并对计算结果合理性的分析方法进行了描述。

关键词：天然河道；水面线；计算公式1、天然河道水面线计算方法概述在天然河道整治工程设计中，河道水面线的计算是关键的一步，推求水面线的计算方法也很多，例如水深沿程变化的微分方程法、断面比能沿程变化的微分方程法、水位沿程变化的微分方程法以及天然河道水面线计算系统等。

这些方法基本理论依据都是明渠恒定非均匀流渐变流一维平移流动能量平衡的微分方程，在公式的推导过程中均有按其边界条件做了近似或技术处理，均有其边界条的局限性。

很多的水利工作者已经证明，对人工河道或水力参数变化不大相对规则的天然河道，采用以上推算天然河道水面线的计算方法均能满足河道整治工程的精度要求，但对于河道的过水断面极不规则、河床不断发生冲淤变化、沿程水力参数变化较大的情况，建议采用天然河道水面计算系统分析计算水面线，这种方法相对比较符合实际。

2、天然河道水面线计算常用方法2.1 明渠明渠均匀流公式是最基本、最简单的水面线计算公式，在工作中经常使用。

根据连续方程和公式，得到计算明渠均匀流的流量公式:式中 Q—流量，m3 / s; n—粗糙系数; A—面积，m2 ;Ｒ—水流半径，m;i—渠道比降。

明渠恒定均匀流公式必须具备以下条件:水流为恒定流、流量沿流程不变、渠道在足够范围内是顺直棱柱体槽、底坡是正坡、粗糙系数沿程不变、明渠段没有建筑物对水利的局部干扰。

实际明渠中大量存在的是非均匀流，但是因为其计算简单，对于较为顺直、整齐的河段常按均匀流公式作近似解。

2.2 棱柱体明渠、天然河道因其断面几何尺寸、坡度、粗糙系数一般均沿程改变，水流绝大多数是非均匀流。

明渠恒定非均匀流方程，分析水深沿流程变化的方程和水位沿流程变化的方程，水深沿流程变化的方程主要用于分析棱柱体明渠非均匀流水面线的变化规律，在天然河道中，常用水位的变化来反映非均匀流变化规律。