案例9-洪水漫滩仿真计算

1. 案例介绍

天然河道一般包括主槽和漫滩，当洪水来临时期，对水位有调控的作用。同时通过箱涵与一蓄水池相连，调节流域水量，调控河道水位。 本案例模拟河道漫滩、蓄水池和箱涵对河道水位、流量的影响。

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、一个河道终点组件、一个蓄水池组件。将组件按照图中所示方式连接起来，形成一条河道，河道中间连接一个蓄水池。

再拖入一个箱涵组件，作为蓄水池和河道之间的连接器，将箱涵组件拖动到河道和蓄水池之间的蓝线上，蓝线变绿表示可以连接，松开组件，箱涵组件挂在蓝线上，连接成功。

点击保存。

2.2 河道设置

点击河道1，配置河道的断面数据。本案例的河道考虑天然河道，断面复杂且数据较多，可以通过导入准备好的断面文件录入。 sections.xlsx 其中，断面文件的第一列表示当前断面所处河道的里程，第二列表示断面上坐标点的横向距离，第三列表示断面上点的高程。

导入断面数据后，参考下表点击设置断面的左、右岸，则左、右岸之间的点定义了河道的主槽，之外的点属于河道漫滩。

点击保存。

2.3 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200m^3/s，3600s流量1000m^3/s，7200s流量5000m^3/s，10800s流量1000m^3/s。

点击河道终点，配置边界信息。 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~10800s水位27m。

点击保存。

2.4 水工建筑物设置

2.4.1 蓄水池

点击蓄水池，配置蓄水池参数。设置蓄水池初始水位为26m，参照图中数据填写蓄水池体积结构表单，蓄水池表面积恒定200m^2，体积随高度上升而变大。

2.4.2 箱涵

再设置箱涵的参数，连接线属性的是河道-蓄水池，宽度为3m，横截面积为10m^2，平均水位22m，堰式流量系数为0.4，管道流量系数为0.5，箱涵所在里程为500m。

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60。时间步长修改为10s，最大时间约束值设置为10800s。

3.3 初始信息

配置河道初始信息，填入河道1首尾两个断面的里程，设置初始水位分别为27.5m和27m，初始流量分别为200m^3/s和0m^3/s。 点击保存

3.4 物理模型

河道主槽和漫滩使用相同的摩擦系数，采用一个底部均匀的strickler摩擦系数，填写该摩擦系数到河道的每一个断面，主槽和漫滩都填写40。

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

计算完成后进入结果界面，在河道结果界面，可以调整显示方式，例如查看距离展示方式，在下拉列表中选择里程为100的断面，点击查看断面水深、漫滩流量和主槽流量，结果随时间变化如下图所示，可见河道漫滩分摊了相当一部分的流量。

点击时间调整所展示的时刻，下方图表展示的则是河道1从起点至终点的各结果变化。将时刻调至6000s，查看此时整个河道内断面水深、漫滩流量和主槽流量的变化情况，可见在500m的里程处，因蓄水池影响了流量的传递。

4.2 连接器

连接器交换流量与交换流速如下图所示。为保持水量平衡，水在河道和蓄水池之间交换。

4.3 蓄水池

如图所示，蓄水池的水位随洪水发展变化而改变，其变化趋势与连接器交换流量一致。