案例5-河流侧堰仿真计算

1. 案例介绍

河道经汊口分为两条支流，在其中一条支流中，修建有侧堰水工建筑物，用于侧向排掉该支流部分水流，影响了该支流的局部水力条件。因此，在该案例中，通过在模型中新增“侧堰”并关联至对应支流的形式，实现对支流侧堰出流引起的水力条件变化的仿真计算。

2. 操作说明

2.1 模型结构

创建一维工程后进入一维仿真界面。

将本案例所需组件拖入中间栏： 首先拖入一个河道起点组件，一个河道汊口组件，两个河道终点组件。将组件按照图中编号顺序连接起来，形成三条河道。

再从左侧拖入侧堰组件，用来表示河道的侧向出流，连接到河道2上。

点击保存

2.2 边界设置

点击河道起点，右侧出现参数配置栏“边界信息”。 按图中参数设置边界，边界类型：流量随时间变化，变化表格填写0s流量0m^3/s，3600s流量500m^3/s，7200s流量800m^3/s。

点击河道终点，配置边界信息。两个河道的边界信息内容相同。 按图中参数设置边界，边界类型：水位随时间变化，变化表格填写0s水位5m，7200s流量2m。

点击保存。

2.3 汊口设置

点击河道汊口，配置汊口信息。

点击保存。

2.4 河道设置

点击河道1，配置河道的断面数据。一条河道至少有两个断面，因此先配置上游的断面1和断面2，设置断面里程为0，填写断面数据表单，参考下表。

可设置断面最左端和最右端分别为左岸和右岸。由于本此案例中河道断面不包括漫滩，也可以不手动设置左岸右岸。设置好的断面可以从表单下方的图表中预览。

三条河道，每个河道对应2个断面，共6个断面，断面截面相同，断面里程参考下表。本案例为简单案例，所有断面的形貌保持一致即可。

点击保存。

2.5 水工建筑物设置

2.5.1 侧堰

点击河道2上的侧堰，用户可以自定义该水工建筑物的名称、所在里程以及详细信息（包括建模方式、侧堰长度、流量系数和侧堰顶部高程）；这里，我们采用默认的名称和编号。

定义所在里程，表示该水工建筑物具体从河道何处开始产生作用，由于河道2的里程范围为1001-2000，因此，河道里程定义为1300。

定义侧堰的详细信息，选择参数化信息，表示通过简单参数的形式定义整个侧堰；定义侧堰长度为2m；定义侧堰流量系数为0.95；定义侧堰高度为1m；

点击保存

3.模型参数

点击仿真参数，进入模型参数配置界面。

3.1 基础信息

作业名称和计算内核不需要修改，保持为亚稳态计算。

3.2 时间步&资源配置

结果写入时间步间隔和日志写入时间步间隔都设置为60s。时间步长修改为1s，最大时间约束值设置为7200s。

3.3 物理模型

假设整个河道内部比较顺畅，给一个底部均匀的strickler摩擦系数50，填写该摩擦系数到三个河道的每一个断面，主槽和漫滩都填写50。

3.4 初始信息

配置河道初始信息，首先配置河道1，填入河道1两个断面的里程，设置初始水位5m，初始流量为0m^3/s。

再点击2，配置河道2，同样填入河道2对应两个断面的里程，初始水位和初始流量设置与河道1相同。河道3同理。点击保存

3.5 网格部分

保持默认即可。

3.6 结果配置

设置展示方式为：全部虚拟断面。

3.7 仿真计算

全部配置完成后，点击保存，并提交计算。

4. 结果展示

4.1 河道

查看河道1的断面水深，选择按“时间”排布方式查看，下方图表将自动切换为横轴为里程，纵轴为物理量的模式，选中7200s，结果如下

查看河道2和河道3的断面水深，选择按“时间”排布方式查看，下方图表将自动切换为横轴为里程，纵轴为物理量的模式，选中7200s，结果如下

查看河道2和河道3的总流量变化，选择按“时间”排布方式查看，下方图表将自动切换为横轴为里程，纵轴为物理量的模式，选中7200s，结果如下

可以发现，同为河道1的下游支流，河道2受到侧堰的出流影响，流量和水位在侧堰对应里程处发生了明显偏移，而河道3则是正常水流变化过程。