河流模拟2010河流模拟数学模型课程设计报告.doc

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1、目录1、课设题目及目的：22、课设内容：23、建模原理：2（1）基本方程：2（2）计算步骤：44、成果分析：6（1）历年流量输沙量特征值6（2）各年淤积总量6（3）各年库容水位关系7（4）水面线变化8（5）深泓变化9（6）坝前断面淤积变化105、程序源代码及解释说明122010河流模拟数学模型课程设计报告1、课设题目及目的：水库一维泥沙淤积计算。通过课程设计，初步掌握一维数学模型建立数学模型的的基本过程和计算方法，具备一定的解决实际问题的能力。2、课设内容：以水流、泥沙方程为基础，构建恒定流条件下的

2、河道一维水沙数学模型，并编制出完整的计算程序，并以某个水库为实例，进行水库泥沙淤积计算。水流条件：恒定非均匀流。泥沙条件：包括悬移质，推移质的均匀沙模型，推移质计算模式为饱和输沙，悬移质计算模式为不饱和输沙，水流泥沙方程采用非耦合解。3、建模原理：（1）基本方程：水流连续方程：(1)水流运动方程(2)或(3)泥沙连续方程（4）河床变形方程（5）推移质平衡输沙方程G=G*（6）水流挟沙力公式采用张瑞瑾公式，推移质输沙率公式采用Mayer-_Peter公式，MAYER-PETER公式中的能坡J按均匀流曼

3、宁公式近似计算（每个断面不同）。方程的离散方程（1）在恒定流情况下有，离散为:Q=const方程（3）变形为或上式离散为方程（4）去掉时间项得到该方程的解析解为：由方程（4-5）可得　　对2号断面以下，上式可以离散为：对于进口断面，推移质不考虑，悬移质采用单点离散方程（5）可离散为：补充公式及参数选取：K取0.124，m取1.05。恢复饱和系数干密度取1.3均匀沙粒径为d=0.022mm（2）计算步骤：l1输入河床地形糙率等数据l2读入一个时段的水沙数据　（特别注意，不要一次性将数据全部读入）l3计

4、算水面线，同时得到各断面的水力要素l4计算前要注意在坝前输入水位，各断面均应对流量赋值l5计算水流挟沙力l6计算推移质输沙率l7计算各断面含沙量l8计算各断面冲淤厚度l9修改水各断面水下河床高程l10重新进入（2）进行下一循环l11计算10年河床变形，计算时段为一天，单位为秒（s）l12淤积总量年输出一次，其余每两年输出一次计算结果程序流程图：读入地形资料和糙率输出初始库容深泓等读入一个QQ==0YN计算水流（level子程序）计算S*和Gbi=1j=1计算S（j）和dy（j）判断库尾冲刷与否N修改

5、河床地形Ydy(j)=0,重新计算S(j)j

6、91195.3042.9295622639.11992304.9694.57453529555.031993165.3462.4801922068.51994229.1013.43651524900.81995165.212.4781521477.61996339.2575.08885531435.21997122.4591.83688519966.5（2）各年淤积总量表二各年淤积总量年份总淤积沙量(亿立方米)0010.01420.0230.03340.04850.07260.08570.10480

7、.11790.144100.154图一历年淤积总量变化（3）各年库容水位关系各年库容水位关系计算数据如下：表三各年库容水位关系库容单位（亿立方米）水位(m)0年2年4年6年8年10年10600.7590.740.7130.6770.6470.61310580.6770.6580.630.5950.5640.5310560.5990.580.5520.5170.4870.45310540.5260.5070.480.4450.4150.38310520.4570.4390.4150.3830.3540

8、.32610500.3950.3830.3630.3340.3090.28310480.3450.3390.3210.2950.2730.2510460.3020.2970.2820.2580.240.21810440.260.2560.2430.2240.2080.18710420.2190.2150.2050.190.1770.15810400.180.1770.1680.1560.1470.132图二逐年水位库容关系曲线（4）水面线变化逐年水面线变化计算结果成表