王增辉
- 作品数：13 被引量：64H指数：5
- 供职机构：武汉大学水利水电学院水资源与水电工程科学国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金水利部公益性行业科研专项水利部黄河泥沙重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：水利工程更多>>
- 考虑干支流倒回灌的小浪底水库异重流模拟被引量：2
- 2018年
- 小浪底水库支流众多,支流库容占总库容的41.3%,干支流倒回灌对干流洪水演进和库区淤积过程有重大影响,为此作者提出了考虑干支流倒回灌影响的水库1维明流及异重流耦合模型。推导了不同类型倒回灌引起的水沙控制方程附加项,并提出了相应的水沙耦合形式的浑水明流与异重流控制方程。针对不同的倒回灌形式提出相应的倒回灌流量计算方法:对于干流水位涨落引起的干支流倒回灌,提出了零维水库法在使用有限体积法的数学模型中的实现方法;对于异重流向支流的倒灌,采用考虑支流底坡影响的异重流倒灌流量公式加以计算。将这两种方法与已建立的水库1维明流与异重流耦合模型结合,模拟了2006年小浪底水库调水调沙实验的完整过程,对库区内水位下降、上游段冲刷及人工异重流形成与发展均做出了较为准确的模拟。模拟结果显示,干支流倒回灌过程对于异重流厚度变化过程和调水调沙出库沙量有显著影响,对于汛前泄水阶段库区水位下降速度也有一定影响,支流淤积在一次异重流过程淤积总量中可达43.5%。相对于简化干支流倒回灌过程的计算方法,该模型对异重流排沙比的预测效果更好,证明其有助于实现更加科学合理的调水调沙方案设计。
- 王增辉夏军强张俊华李涛
- 关键词：异重流调水调沙小浪底水库
- 水库异重流潜入点流速分布及其判别式改进被引量：10
- 2017年
- 异重流潜入条件是判断异重流是否潜入的数学表达。异重流潜入条件中含沙量与潜入弗劳德数为隐性关系,是由于以往研究对潜入点垂线流速分布未能给出适当的数学表达式,无法直接分离弗劳德数中含沙量因子。通过对异重流潜入点处垂线流速分布物理图形的数学分析,得到潜入点处垂线流速分布理论公式形式为抛物线;利用小浪底水库2001—2015年调水调沙期异重流潜入点资料,率定得到潜入点处垂线流速分布公式的经验系数,理论公式与经验公式二者系数值接近,揭示了理论假设的正确。代入水库浑水异重流潜入动量修正系数公式,分别确定其理论值为1.2、小浪底水库实测值为1.13,均为常数,二者也颇为接近。在此基础上,采用范家骅[13]、曹如轩[14]、焦恩泽[15]等水槽试验资料、2001—2005小浪底水库实测资料和模型试验资料验证,推导获得了新的水库异重流潜入点判别关系式,并利用2006—2015年小浪底水库和1961—1962年三门峡水库实测资料进行了预测计算,结果表明,新的潜入条件计算的潜入点水深与实测值更加接近,更符合实际。该成果可为多沙河流水库调水调沙预案编制和水库异重流数学模拟提供技术支撑。
- 李涛李涛夏军强张俊华郜国明夏润亮万占伟
- 关键词：垂线流速分布水库异重流
- 小浪底水库调水调沙期水沙运动全过程模拟被引量：5
- 2019年
- 为模拟调水调沙期小浪底库区水沙运动过程,建立了考虑有干支流倒回灌的明流与异重流交替演算的一维水沙耦合模型.该模型采用了适用于复杂支流水系的零维水库法和考虑支流底坡的流量公式计算干支流倒回灌,采用潜入点判别条件衔接明流与异重流计算,并考虑了非静止水面假定下异重流与上层清水的耦合.应用该模型对选取的2002年及2012年小浪底水库调水调沙过程分别开展参数率定及不同工况下的过程反演.计算结果表明,库区自上而下可划分为零支流库区段、明流段和异重流段,考虑倒回灌过程的模型在3个区段均能较好还原实测水沙过程,不考虑的模型仅在零支流库区段和考虑的模型误差相近;由于其忽略了干支流倒回灌对水沙输移的影响,明流段的水位、流量及含沙量在回灌期偏小,在倒灌期偏大;异重流段的潜入点位置及时间滞后,异重流交界面高程、流速及含沙量偏大,计算排沙比过高.另外,模型相关参数的敏感性分析还表明,交界面阻力系数、倒灌阻力损失系数和水量掺混系数对计算结果的影响依次减小;其中交界面阻力系数的增大,一定程度上导致模型响应的滞后;倒灌阻力损失系数的影响,则需依据支流底坡的具体大小分情况讨论.
- 熊正伟夏军强王增辉李涛张俊华
- 关键词：水库异重流小浪底水库
- 考虑底坡的异重流倒灌流量计算公式被引量：4
- 2017年
- 水库异重流倒灌是造成支流淤积的重要原因,影响支流库容可持续利用。已有的异重流倒灌流量公式在推导过程中均假设支流底坡为0,所计算的倒灌流量往往大于实测值。本文通过在倒灌异重流的动量方程中加入底坡上的压力,推导了考虑底坡的异重流倒灌流量公式。公式结构形式表明在相同的口门浑水厚度与含沙量条件下,倒灌流量随底坡增加而减小。使用小浪底水库4条支流的异重流测验数据对公式进行了验证。验证结果表明相对于不考虑底坡的倒灌流量公式,本文提出的公式计算精度更高。
- 王增辉夏军强李涛李涛
- 关键词：异重流支流底坡小浪底水库
- 不同量级洪水对黄河下游游荡段冲淤变化的影响被引量：10
- 2018年
- 小浪底水库运用后,改变了进入黄河下游的水沙条件,引起了下游河道的再造床过程。以小浪底水库调控后的不同水沙过程为基础,研究这些不同水沙组合洪水在下游河道的演进过程及其对冲淤变化的影响,可为黄河下游"二级悬河"治理提供科学依据。文章首先介绍了模拟黄河下游游荡段实际断面形态下洪水演进的一维水沙耦合模型,并利用黄河下游1982年5—10月实测洪水资料对该模型进行了验证,计算所得流量过程、含沙量过程及沿程最高水位等均与实测值较为吻合;最后采用该模型计算了水沙总量相同条件下,不同量级洪水过程在下游游荡段的演进过程,分析了不同量级洪水对河床冲淤变化的影响。结果表明:不同水沙过程对下游游荡段冲淤变化有明显影响,洪峰流量为10000 m3/s及相应含沙量为60 kg/m3的水沙过程在下游游荡段淤积量最大,洪峰流量为4000 m3/s及相应含沙量为30 kg/m3的水沙过程在下游游荡段淤积量最小。从淤滩刷槽的综合效果看,洪峰流量为6000 m3/s及相应含沙量为40 kg/m3的洪水过程对于下游游荡段河床调整较为有利。
- 张晓雷夏军强夏军强王增辉
- 关键词：漫滩洪水冲淤变化黄河下游
- 水库异重流一维水沙耦合模型被引量：11
- 2015年
- 建立了基于库区不规则断面的一维非恒定异重流数学模型,并采用明流与异重流水沙输移模型交替运算的两步模式,即用潜入条件动态判别异重流计算的上游边界位置,将潜入点上游的明流浑水段与下游异重流段计算连接起来。水流运动、泥沙输移与河床变形过程完全耦合,采用TVD(Total Variation Diminishing)形式的MUSCLHancock格式进行数值求解。将该模型应用于恒定流量与释放定量悬沙两种条件下的异重流水槽实验模拟,比较了有无水面梯度项对模拟精度的影响,计算结果表明该模型能较为准确地预测异重流的厚度、含沙量分布及传播过程。
- 王增辉夏军强李涛李涛郜国明
- 关键词：水库异重流数值模拟
- 黄河中下游水库-河道-滩区水沙模拟系统的构建与应用被引量：10
- 2020年
- 库区减淤和坝下游河道防洪是黄河中下游洪水管理需要统筹考虑的目标,为此建立了能够实现库区、下游河道和滩区联合模拟的水沙模拟系统.该系统由一维水库、一维河道、二维滩区3个子模型和水库调度模块组成.其中水库模型通过浑水明流与异重流控制方程的交替求解模拟异重流的形成、传播与出库过程.模拟系统中采用的控制方程充分考虑了水沙输移与河床变形之间的耦合作用,数值方法主要采用了具有激波捕捉能力的有限体积法,水库调度模块可以对多种调度模式自定义组合.模拟系统给出的2012年黄河调水调沙过程中小浪底库区水位变化,异重流演进,下游水文断面含沙量变化等计算结果与实测过程符合较好.通过坝下游一维河道模型和二维滩区模型的联合模拟,分析了兰考东明滩区漫滩洪水过程中植被阻力对演进速度和冲淤分布的影响.最后采用该系统模拟了小浪底水库运用条件下"1958"型洪水的演进过程,在防洪调度规则下小浪底水库最大下泄流量约9000m^3/s,花园口洪峰流量削减了3982m^3/s,库区及坝下游累计淤积量分别为3.68×10~8t和1.33×10~8t.因此该模拟系统可以为黄河中游水库优化调度,下游河道防洪工程建设以及蓄滞洪区运用提供科学依据.
- 夏军强王增辉王英珍张晓雷
- 关键词：水沙输移水库异重流河道洪水模拟系统黄河中下游
- 论黄河泥沙的“两极”治理被引量：1
- 2012年
- 黄河治理的主要任务是治沙。治沙的重点必须放在泥沙主要来源的中游地区和河道末端的河口地区。中游地区的治理应以工程治理为主,以在多沙支流上修建大中型拦泥库为主要手段,治理目标为大幅度地减少入黄沙量;河口治理应以淤海造陆为主要方向,化害为利,为河口地区的可持续发展提供保障。
- 韦直林王嘉仪王增辉王二朋
- 关键词：河流治理中游拦沙黄河
- 考虑干支流倒回灌的小浪底水库异重流过程模拟（摘要）
- 小浪底水库支流众多,支流库容占总库容的41.3%,干支流倒回灌对干流洪水演进和库区淤积过程有重大影响,为此本文提出了考虑干支流倒回灌影响的水库一维明流及异重流耦合模型。针对不同的倒回灌形式提出相应的倒回灌流量计算方法:对...
- 王增辉夏军强张俊华李涛
- 关键词：异重流调水调沙数值模拟小浪底水库
- 断面间距对黄河下游高含沙洪水模拟结果影响被引量：1
- 2016年
- 针对黄河下游河道特点及高含沙洪水演进特性,建立基于耦合解法的一维非恒定流非均匀沙数学模型.利用该模型计算黄河下游2004年8月的高含沙洪水过程,采用实测水沙资料对模型进行验证.验证结果表明,各水文站的流量、含沙量等计算值与实测值吻合较好,所建模型可以用于模拟高含沙洪水演进及冲淤过程.采用该模型计算不同断面间距条件下同场次的高含沙洪水过程,分析不同断面间距下的计算结果.分析表明:不同断面间距对一维模型的计算精度有一定影响,在计算边界条件及其他参数取值相同的条件下,计算断面间距对流量及水位的影响相对较小,对含沙量及河道冲淤过程的影响较明显.在黄河下游地形及水沙特性均复杂的情况下,采用一维数学模型计算高含沙洪水过程时,应适当考虑断面间距的影响.
- 张晓雷夏军强邓珊珊王增辉
- 关键词：高含沙洪水黄河下游
