二維數值模擬在復雜天然河道洪水演進中的應用

□白寅虎 王莉娜

目前水力學的計算方法通常有一維、二維模擬計算方法。一維模型計算簡單、便捷，但是對于彎曲、具有灘地的復雜天然河道的計算，誤差相對較大，并且傳統的一維計算無法準確對河道的流勢、流態進行模擬?，F以北運河香河段為例，首先采用傳統一維恒定流計算河道水力要素，然后通過用MIKE21進行河道洪水演進數值模擬，與一維恒定流的結果進行對比分析，對工程治理措施提出合理的意見及建議。

1.概述

北運河香河縣境內河道的主槽蜿蜒而曲折，現狀河道主槽的河底寬度在65～250m 之間，河道左岸被耕地侵占，現狀河槽寬僅80m 左右。上世紀70 年代初期治理河道裁彎取直后，河底縱坡變陡，從而導致河道的流速變大，兩邊岸坡沖刷進而坍塌，形成河心島。北運河香河段河床的土質多為中細砂和砂壤土，抗沖刷能力差，河底現狀存在2～11m 深度不等的沖坑。險工段河道行洪時常年淘刷岸坡，危及沿線人民生命財產安全。河道10 年、50 年流量分別為1080m3/s、2198m3/s。洪水影響分析的方法有水文分析法、水力學方法和實際水災法。對于天然河道的水力計算一般采用水力學的計算方法。目前水力學的計算方法通常有一維、二維模擬計算方法。在一般情況下，采用一維水力學方法對一些順直、地形單一、變化不大的河道的洪水影響進行模擬分析。一維模型計算簡單、便捷，但是對于彎曲、具有灘地的復雜天然河道的計算，誤差相對較大，并且傳統的一維計算無法準確對河道的流勢、流態進行模擬。……