一维水动力模型在淮河干流的流量与水位计算

本文主要探讨了在一维水动力学模型框架下，针对淮河干流的水流模拟和计算方法。作者焦丛丛，来自河海大学水文水资源学院，通过建立圣维南方程组来描述天然河道的水流特性。该模型利用VB编程实现，其核心是基于有限差分法的Preissmann四点线性隐格式对河流段进行离散处理，形成河段的差分方程，同时结合边界条件构建封闭的代数方程组。 在具体计算过程中，如果上边界水位已知，可以通过追赶方程设置如下的数学关系：对于水位，建立追赶方程并设定自由变量，从而求得流量、速度、水深等参数的系数。方程组的最后一项是根据下边界条件得到的，这确保了解的唯一性。类似地，当上边界流量已知时，也可以通过类似的方法设置追赶方程，将流量表达式代入到主方程中求解。 在应用中，作者旨在通过拟合糙率来减小模拟结果与实测值之间的误差，糙率是影响水流阻力的重要参数，通过优化糙率拟定，可以提高模型预测的精度。整个计算流程包括了方程的离散化、方程组的构建和使用追赶法求解，以及糙率的确定，这些步骤都是为了确保模拟出的水流特性和实际情况尽可能一致。 文章的关键技术在于如何适当地离散化圣维南方程，选择合适的逼近方法，以及如何处理复杂的边界条件。此外，文中还提到了中图分类编号和文献标示码，表明这是一篇学术论文，旨在发表于专业期刊上。 总结来说，这篇论文的核心内容是介绍了一维水动力学模型在淮河干流的具体应用，包括理论模型建立、数值方法的选择、边界条件处理，以及糙率拟定在模型精度提升中的作用。通过编程实现的模型模拟验证了其在实际问题中的适用性和准确性。