大规模围垦对香港维多利亚港水动力环流的影响 被引量：9

1

作者 匡翠萍 李行伟 刘曙光 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期176-181,252,共7页

运用一个已校正的珠江口三维水动力数学模型，研究现存的大规模围垦和进一步最大可能的中环围垦对香港维多利亚港（维港）水动力环流的影响．数值计算显示，与1975年（大规模围垦前）海岸线相比，现存的大规模围垦使维港的水动力有几点... 运用一个已校正的珠江口三维水动力数学模型，研究现存的大规模围垦和进一步最大可能的中环围垦对香港维多利亚港（维港）水动力环流的影响．数值计算显示，与1975年（大规模围垦前）海岸线相比，现存的大规模围垦使维港的水动力有几点关键性变化：①流量峰值降低了8％～17％，平均降低约11．5％；②维港东部流速峰值由于流量的减少而减少，维港西部，尽管流量减少，但由于横断面剧减，流速峰值反而增加；③雨季由于珠江径流的作用，盐度垂向分布呈明显的二层结构，而在枯季则比较均匀；④枯、雨季的潮流冲洗时间分别增加约30％和50％．在现存的海岸线下，维港枯、雨季的潮流冲洗时间分别为5～7d和1．5～2．5d．进一步的中环围垦不会对维港潮流冲洗率和流量产生明显影响． 展开更多

关键词 围垦 维多利亚港 三维水动力数学模型 冲洗时间 自净能力

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海上溢油漂移扩散的数值模拟 被引量：4

2

作者 王昆 林金波 杜静 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2017年第2期213-219,共7页

该文基于三维自由水面垂向分层动网格的Euler-Lagrangian模式,采用VC方式(Vertex-Centered)的非结构化有限体积方法离散三维浅水方程,模拟渤海的潮汐水流运动过程。以此为水动力背景场,采用油、水分离的Lagrangian粒子追踪模型,对渤海... 该文基于三维自由水面垂向分层动网格的Euler-Lagrangian模式,采用VC方式(Vertex-Centered)的非结构化有限体积方法离散三维浅水方程,模拟渤海的潮汐水流运动过程。以此为水动力背景场,采用油、水分离的Lagrangian粒子追踪模型,对渤海海域发生的溢油漂移扩散问题进行模拟。其油品的蒸发、乳化和溶解等风化作用以引入综合衰减系数的方式考虑。模型对油膜的漂移路径、厚度和面积进行了实时模拟和预测,用多个测站的同步连续实测值对水动力模式进行了参数率定与模型验证,油膜输运扩散的计算结果也与相关报告数据进行了对比,均吻合良好,说明模型具有较高的可靠性与重现性。 展开更多

关键词 渤海 三维水动力模型 Vertex-Centered非结构化有限体积法 油、水分离溢油模型

原文传递

二、三维耦合水动力模型研究I:模型的建立 被引量：3

3

作者 黄玉新 张宁川 《水道港口》 2013年第4期304-310,共7页

利用基于非结构网格的有限体积法分别建立了二维和三维水动力模型。在实际工程应用中,二维模型一般用于模拟浅水自由表面流动,而三维模型在水流参数垂向结构变化较大时适用性更强。结合两者的特点,建立了二、三维耦合水动力模型。首先通... 利用基于非结构网格的有限体积法分别建立了二维和三维水动力模型。在实际工程应用中,二维模型一般用于模拟浅水自由表面流动,而三维模型在水流参数垂向结构变化较大时适用性更强。结合两者的特点,建立了二、三维耦合水动力模型。首先通过2个经典的算例来分别验证二维和三维水动力模型的精度和可靠性,最后通过一个潮流在斜坡地形上的传播实验来比较研究二、三维耦合水动力模型的实用性。结果表明,耦合模型在保证计算精度的同时,可有效提高工作效率。 展开更多

关键词 耦合模型 二维水动力模型 三维水动力模型 非结构网格 有限体积法

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苏北灌河口海域三维水动力数值模拟 被引量：4

4

作者 林伟波 魏爱泓 冒士凤 《中国农村水利水电》 北大核心 2018年第4期145-152,共8页

基于无结构网格海洋模型(FVCOM),建立了灌河口海域三维潮流数学模型。模型水平方向采用三角形网格,使得能够更好地拟合灌河口不规则岸线边界,垂向采用σ坐标。模型计算结果与实测结果吻合良好,较好地模拟了灌河口潮流场时空分布。水平... 基于无结构网格海洋模型(FVCOM),建立了灌河口海域三维潮流数学模型。模型水平方向采用三角形网格,使得能够更好地拟合灌河口不规则岸线边界,垂向采用σ坐标。模型计算结果与实测结果吻合良好,较好地模拟了灌河口潮流场时空分布。水平潮流以旋转流为主,流速由北到南逐渐增大,近岸余流方向都是由北向南的沿岸流。灌河口和海州湾的水动力交换主要受潮流驱动,余流漩涡形成的主要机理可能是潮波和地形及岸线的相互作用。 展开更多

关键词 河流与海岸动力学 三维水动力模型 灌河口 有限体积

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三维海洋水动力计算σ坐标转换存在的问题及改进方法 被引量：3

5

作者 白玉川 温志超 +3 位作者 徐海珏 廖世智 曹永港 夏华永 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2019年第8期840-855,共16页

三维水动力模型在准确模拟海洋物理特性中起着重要的作用,传统的σ坐标转换由于当时计算机能力所限,舍去了复杂的高阶项,在实际复杂地形(或水深变化)环境下,会带来一定的误差或计算失真等问题.由此,为了适应高精度计算结果的需求,对原... 三维水动力模型在准确模拟海洋物理特性中起着重要的作用,传统的σ坐标转换由于当时计算机能力所限,舍去了复杂的高阶项,在实际复杂地形(或水深变化)环境下,会带来一定的误差或计算失真等问题.由此,为了适应高精度计算结果的需求,对原有σ坐标三维水动力模型进行了重新修正.在改进后的模型中,综合考虑了经σ坐标变换引入的与流速、水位、地形相关的复杂高阶项,选用特定的插值函数,利用有限元和差分相结合的方法,进行求解σ坐标下的完整三维浅水模式方程.相比原模型,改进的模型对底坡、水深、潮汐振幅等变化适用范围更为广泛,能更好地模拟出复杂水深变化下的垂向流动分布特征,计算结果具有更高的精确度;改进的模型针对一些极端水位条件(潮汐振幅与水深比大于0.15),其计算误差同样可保持在一个较低的范围内;同时,改进的模型只需更短的时间就可运行至稳定状态. 展开更多

关键词 σ坐标转换 三维水动力模型 有限元法 差分法 水动力特征

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基于无结构网格的瓯江口三维盐度数值模拟 被引量：3

6

作者 林伟波 王义刚 朱明敏 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期118-125,138,共9页

基于无结构网格海洋模型(FVCOM),建立了瓯江口三维潮流和盐度数学模型。模型水平方向采用三角形网格,使得能够更好地拟合瓯江口外众多岛屿和复杂曲折的不规则岸线边界,垂向采用σ坐标。模型计算结果与实测结果吻合良好,较好地模拟了瓯... 基于无结构网格海洋模型(FVCOM),建立了瓯江口三维潮流和盐度数学模型。模型水平方向采用三角形网格,使得能够更好地拟合瓯江口外众多岛屿和复杂曲折的不规则岸线边界,垂向采用σ坐标。模型计算结果与实测结果吻合良好,较好地模拟了瓯江口潮流场和盐度场的时空分布。水平潮流以往复流为主,流速受地形影响,瓯江口附近海域的Euler余流表层流向外海,在峡道和岛周围内余流速较大。瓯江河口和乐清湾的水动力交换主要受潮流驱动,河口附近的盐度在垂线分布上呈部分混合型。 展开更多

关键词 河流与海岸动力学 三维水动力模型 瓯江河口 有限体积 盐度

原文传递

曲线坐标系下三维水动力模型求解新方法 被引量：1

7

作者 吴卫国 沈露予 薛世峰 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2014年第4期333-342,共10页

为求解三维水动力模型的高精度数值计算,设计了一种在曲线坐标系下求解的新方法.对ξ,η和ζ共3个方向的空间导数分别采用高精度的紧致有限差分以及非线性项的迎风紧致有限差分格式,时间积分则采用四阶修正Runge-Kutta显式格式.为了验... 为求解三维水动力模型的高精度数值计算,设计了一种在曲线坐标系下求解的新方法.对ξ,η和ζ共3个方向的空间导数分别采用高精度的紧致有限差分以及非线性项的迎风紧致有限差分格式,时间积分则采用四阶修正Runge-Kutta显式格式.为了验证该算法求解曲线坐标系下三维水动力模型的正确性,选取与De Vriend的180°弯道水槽试验相同的物理参数进行数值试验,计算出水位、流速分布等,并将计算结果与De Vriend的试验值以及先前采用SIMPLEC法获得的数值结果进行了对比分析.结果发现:文中创建的高精度算法获得的数值解比SIMPLEC法计算的数值结果更符合试验值,通过算法定量计算得到的平均速度值与试验测量值之间产生的最大相对误差约为3%.说明构建的高精度紧致有限差分算法来数值求解三维水动力问题是可行的、合理的,为天然河道、明渠以及湖泊等水动力计算提供参考依据. 展开更多

关键词 紧致有限差分 水动力模型 曲线坐标 Runge-Kutta格式

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铁山湾内电厂温排水累积热影响数值模拟 被引量：8

8

作者 赵懿珺 王靖宇 陈小莉 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2015年第2期47-51,共5页

为了解铁山湾内已有电厂与新建电厂温排水的叠加累积效应,采用Delft3D水动力模型进行潮流及温度场的数值模拟。通过对模型主要时空参数进行敏感性分析,确定了模拟计算时长为25个潮周期,最小网格尺寸为40 m,时间步长为15 s。流场及温度... 为了解铁山湾内已有电厂与新建电厂温排水的叠加累积效应,采用Delft3D水动力模型进行潮流及温度场的数值模拟。通过对模型主要时空参数进行敏感性分析,确定了模拟计算时长为25个潮周期,最小网格尺寸为40 m,时间步长为15 s。流场及温度场计算结果表明:新建电厂投运后,岸线变化导致工程局部区域流场发生改变;1℃温升线与北海电厂重叠,影响范围较北海电厂单独运行增加21 km2;北海电厂取水温升增幅不超过0.4℃。数学模型计算结果与同步开展的物理模型试验结果对比表明,排水口近区两者差异较大,随着温排水远离排水口,两者差异逐渐减小,在1℃温升线附近两者基本相同。 展开更多

关键词 铁山湾 电厂温排水 累积热影响 参数敏感性 Delft3D水动力模型

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基于DELFT3D HM模型的苍海湿地公园洪水淹没模拟研究 被引量：6

9

作者 李彬 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2018年第1期63-66,共4页

洪水淹没情景受区域洪水流量、河床地形变化、河道工程运行调度等多因素影响,对于洪灾情景的确定,是开展河道与滩区治理研究以及进行防洪设计和滩区功能定位的前提条件。为此,以苍海湿地公园区域为例,利用Delft3D HM模型建立起二维洪水... 洪水淹没情景受区域洪水流量、河床地形变化、河道工程运行调度等多因素影响,对于洪灾情景的确定,是开展河道与滩区治理研究以及进行防洪设计和滩区功能定位的前提条件。为此,以苍海湿地公园区域为例,利用Delft3D HM模型建立起二维洪水演进模型,进而模拟洪水淹没过程。模型采用P=20 a一遇洪水历史资料进行验证,结果合理;采用P=50 a一遇洪水对苍海湿地公园流域内洪水淹没过程进行了模拟,得到了实时淹没范围、最大淹没区域、水位变化过程等洪涝区内的特征水力要素信息。成果为该区域内的防洪规划和实时洪水预报提供理论参考,同样为后期洪涝区内水质提升工程提供可靠参数。 展开更多

关键词 Delft3DHM模型 苍海湿地公园 洪水淹没 水力要素 洪水预报 水质提升

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长江口三维潮流数值计算及动力分析 被引量：14

10

作者 于凤香 宋志尧 李瑞杰 《海洋湖沼通报》 CSCD 2003年第3期14-23,共10页

采用三维动力学数学模型对长江口潮流场进行了计算,对长江口潮流流态在一个潮周期内逐时进行了分析,并对长江口南支盐水倒灌从动力学角度进行了初步探讨。计算结果表明:文中模型较好地重演长江口潮流场,可以用于大型复杂河口工程实际中... 采用三维动力学数学模型对长江口潮流场进行了计算,对长江口潮流流态在一个潮周期内逐时进行了分析,并对长江口南支盐水倒灌从动力学角度进行了初步探讨。计算结果表明:文中模型较好地重演长江口潮流场,可以用于大型复杂河口工程实际中的潮流场的计算和分析。 展开更多

关键词 长江口 三雏水动力学数学模型 潮流场 曲线正交坐标 潮流流态 潮周期

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瓯江口海域悬浮泥沙输运特性研究 被引量：11

11

作者 林伟波 王义刚 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期119-128,共10页

基于无结构网格海洋模型,建立了瓯江口三维潮流和泥沙数学模型。模型水平方向采用三角形网格,使得能够更好地拟合瓯江口外众多岛屿和复杂曲折的不规则岸线边界,垂向采用σ坐标。模型计算结果与实测结果吻合良好,较好地模拟了瓯江口潮流... 基于无结构网格海洋模型,建立了瓯江口三维潮流和泥沙数学模型。模型水平方向采用三角形网格,使得能够更好地拟合瓯江口外众多岛屿和复杂曲折的不规则岸线边界,垂向采用σ坐标。模型计算结果与实测结果吻合良好,较好地模拟了瓯江口潮流场和悬沙场的时空分布。运用通量机制分解的方法,通过三维水体长期输运速度和悬沙输运速度来分析瓯江口的悬沙输运特性,表明瓯江口内主要受控于潮汐作用,泥沙向陆输运。 展开更多

关键词 河流泥沙工程学 三维水沙模型 瓯江河口 通量机制分解 悬沙长期输运速度

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三峡库区水环境模型系统构建 被引量：6

12

作者 夏晶晶 张万顺 +4 位作者 王永桂 蔡锋 袁云霏 万晶 彭枫 《人民长江》 北大核心 2017年第3期19-22,共4页

流域水环境受地形、气象、水文和社会经济等诸多方面的因素影响,其模拟分析是当前的研究热点也是一大难点。基于流域水循环机理,通过识别污染物主要来源和迁移途径,对流域及其内部发生的复杂污染过程定量化描述,构建了包含陆地模型、三... 流域水环境受地形、气象、水文和社会经济等诸多方面的因素影响,其模拟分析是当前的研究热点也是一大难点。基于流域水循环机理,通过识别污染物主要来源和迁移途径,对流域及其内部发生的复杂污染过程定量化描述,构建了包含陆地模型、三维水动力模型和水质水生态模型的空-地-水一体化水环境模型体系,实现了大流域尺度水环境系统的高效模拟。通过模型条件节点和应用节点的协调运作,提升了水环境自动监控能力,实现了对全流域水环境状况实时模拟预测的业务化运行和突发事故的快速预警。将系统应用于三峡库区,验证了模型的有效性。研究成果可以为三峡库区的水环境管理提供可靠的技术支撑,对保障三峡库区水环境安全具有十分重要的现实意义。 展开更多

关键词 水环境模型系统 陆地面源模型 三维水动力模型 水生态模型 三峡流域

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垂向基于谱方法的三维弯道水流模型 被引量：5

13

作者 杨飞 傅旭东 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期914-920,共7页

传统平面二维水动力模型模拟弯道水流时，将流速垂向分布固定化，不能随边界变化和二次流发展进行调整，而垂向完全自动调整的三维水动力模型计算效率低。该文采用谱方法将平面流速的垂向分布用正交多项式表示，通过加权余量法建立简易... 传统平面二维水动力模型模拟弯道水流时，将流速垂向分布固定化，不能随边界变化和二次流发展进行调整，而垂向完全自动调整的三维水动力模型计算效率低。该文采用谱方法将平面流速的垂向分布用正交多项式表示，通过加权余量法建立简易三维模型，对流项采用基于Gauss点的半Lagrangian法（semi-Lagrangianscheme，SLS）计算。由急弯弯道水流试验验证可知，多项式阶数大于1时模拟结果较好。弯道主流线位置预测整体误差不超过7％，精度和传统的三维水动力学模型相当。对涡黏性系数简单求解，但考虑了垂向和水平方向的差异性，能够得到合理的弯道水流结构。垂向基于谱方法建立的三维模型，无垂向网格离散，计算量明显减少，获得了与平面二维模型相当的计算效率。 展开更多

关键词 谱方法 三维水动力学模型 二次流 弯道水流 各向异性

原文传递

和畅洲水道深水潜堤施工过程引起的水动力变化 被引量：3

14

作者 胡颖 文天翼 +2 位作者 马爱兴 蔡建冬 李玉婷 《水运工程》 北大核心 2018年第4期1-7,共7页

和畅洲水道拟在北汊修建潜堤的位置水深流急,施工难度大。通过建立三维水动力数学模型,计算分析拟建上游潜堤逐步抬高施工过程的不同阶段中潜堤附近水流结构的变化情况。结果表明:施工过程中潜堤附近局部水面比降最大达3‰;随着施工过... 和畅洲水道拟在北汊修建潜堤的位置水深流急,施工难度大。通过建立三维水动力数学模型,计算分析拟建上游潜堤逐步抬高施工过程的不同阶段中潜堤附近水流结构的变化情况。结果表明:施工过程中潜堤附近局部水面比降最大达3‰;随着施工过程的推进,深槽主流流速及流速梯度逐渐增大,对堤前流速影响主要在30 m范围以内,最大垂线平均流速和表面流速分别为1.85、2.1 ms。研究成果可为和畅洲大水深施工过程中可能遇到的局部水动力变化导致的施工措施的调整提供参考,以提高施工精度。 展开更多

关键词 潜堤 三维水动力数值模拟 施工过程 垂线流速分布

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北江千吨级航道整治研究:Ⅲ三维数学模型与船闸口门区水流条件分析 被引量：3

15

作者 叶明波 伍志元 +2 位作者 杨明远 蒋昌波 陈杰 《交通科学与工程》 2014年第1期49-55,共7页

为研究白石窑枢纽引航道口门区水流条件,基于RANS方程,建立了口门区三维水流数学模型。模型水平采用三角形无结构化网格,垂向采用σ坐标分层,较好地拟合了工程区复杂的地形特征。利用物理模型实测水位和流速,对模型进行了水面线验证和... 为研究白石窑枢纽引航道口门区水流条件,基于RANS方程,建立了口门区三维水流数学模型。模型水平采用三角形无结构化网格,垂向采用σ坐标分层,较好地拟合了工程区复杂的地形特征。利用物理模型实测水位和流速,对模型进行了水面线验证和流速验证。验证结果表明:该模型具有较高的精度,能够用于模拟口门区水流条件;并计算分析了白石窑枢纽下引航道口门区的流速分布情况、流场特征与涡量特征,讨论了通航水流条件。 展开更多

关键词 三维水流数学模型 口门区 水流条件 白石窑枢纽

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利用非结构化网格三维模型探讨桥墩周围流动现象 被引量：2

16

作者 林忠灯 贾鹏 +2 位作者 胡金星 陈曦 池洪基 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2011年第10期55-57,共3页

本文简要介绍了一种基于非结构化网格的三维水动力模型,模型采用有限体积法的思想,考虑水流垂直方向流速,建立三维水动力控制方程。引用通量差分分裂(FluxDifferenceSplitting)算法对控制方程进行了数值求解。最后基于该模型建立了日本... 本文简要介绍了一种基于非结构化网格的三维水动力模型,模型采用有限体积法的思想,考虑水流垂直方向流速,建立三维水动力控制方程。引用通量差分分裂(FluxDifferenceSplitting)算法对控制方程进行了数值求解。最后基于该模型建立了日本川上河上的包含两个桥墩河段的三维水动力模型。通过模拟计算,对两个桥墩周围的流动状态进行了分析。结果表明,该模型能够体现复杂情况下桥墩周围的流动现象。 展开更多

关键词 非结构化网格 通量差分分裂算法 三维水动力模型 桥墩周围流场 模型计算

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ELCIRC源程序代码分析 被引量：2

17

作者 杨飞 杨文俊 杨森 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2013年第5期97-102,共6页

开放源程序代码ELCIRC是采用基于水平向无结构网格、垂向z坐标体系和半隐格式的欧拉-拉格朗日有限体积/有限差分方法来解浅水方程。研究了ELCIRC中除控制方程组求解以外的部分,分析了源程序在插值计算、拓扑结构、定解条件、分层信息和... 开放源程序代码ELCIRC是采用基于水平向无结构网格、垂向z坐标体系和半隐格式的欧拉-拉格朗日有限体积/有限差分方法来解浅水方程。研究了ELCIRC中除控制方程组求解以外的部分,分析了源程序在插值计算、拓扑结构、定解条件、分层信息和干湿法等技术上的具体操作,尤其是对欧拉拉格朗日模型特有的逆向追踪算法做了详细阐述。同时讨论了一些细节问题,在不恰当的地方给出一些参考和建议,避免小数做分母、相近数相减引起的较大误差。然而,这些经过实际应用的算法原理,可以为我们开发水动力学模型提供有价值的参考。 展开更多

关键词 ELCIRC 逆向追踪 源代码 三维水动力学模型 算法

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和畅洲汊道限流潜堤施工顺序研究 被引量：2

18

作者 胡颖 马爱兴 +2 位作者 曹民雄 黄明毅 蔡建冬 《水运工程》 北大核心 2018年第5期8-15,共8页

和畅洲水道拟通过在北汊修建潜堤以改善南汊航道条件。拟建潜堤横跨河道深槽,水深流急导致深水区施工难度大。针对上游单条潜堤"先深后浅""先浅后深"以及"逐步抬高"3种不同施工顺序方案的推进过程,通过... 和畅洲水道拟通过在北汊修建潜堤以改善南汊航道条件。拟建潜堤横跨河道深槽,水深流急导致深水区施工难度大。针对上游单条潜堤"先深后浅""先浅后深"以及"逐步抬高"3种不同施工顺序方案的推进过程,通过三维水动力数学模型,计算分析各方案在不同阶段施工河段水流结构的变化情况。结果表明,在不明显提高施工区尤其是深水区施工难度的前提下,逐步抬高方案对周围尤其是近岸水动力环境的不利影响最小,可作为推荐方案。成果可为施工抛石等工序的质量控制提供参考。 展开更多

关键词 潜堤 三维水动力数学模型 施工顺序

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平原湖泊型应急水源地规模论证的关键问题探讨

19

作者 钟名军 周芬 +2 位作者 黄昉 傅联森 傅利辉 《浙江水利水电专科学校学报》 2011年第1期37-41,76,共6页

对平原湖泊型应急水源工程规模论证中的几个关键问题进行了探讨,主要包括应急备用蓄水容积、湖区水域面积、供水特征水位和湖底高程等.针对该类工程的特点,工程规模论证中不仅采用了定量的技术经济比较,还结合三维水动力数学模型计算成... 对平原湖泊型应急水源工程规模论证中的几个关键问题进行了探讨,主要包括应急备用蓄水容积、湖区水域面积、供水特征水位和湖底高程等.针对该类工程的特点,工程规模论证中不仅采用了定量的技术经济比较,还结合三维水动力数学模型计算成果、政策处理和城市景观协调等进行定性分析比较,推荐了合适的工程规模. 展开更多

关键词 平原湖泊型 应急水源地 技术经济比较 三维水动力数学模型

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