[發(fā)明專利]一種基于干旱缺水河流生態(tài)修復(fù)的水動(dòng)力學(xué)模擬方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210592687.3
• 申請(qǐng)日: 2012-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN103077307A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方紅衛(wèi);白靜;何國(guó)建;程偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 薄觀玖

1.一種基于干旱缺水河流生態(tài)修復(fù)的水動(dòng)力學(xué)模擬方法，其特征在于，是在計(jì)算機(jī)中依次按以下步驟實(shí)現(xiàn)的：

步驟(1)?計(jì)算機(jī)首先判斷輸入的河道狀態(tài)信號(hào)：現(xiàn)狀河道、生態(tài)工程初步設(shè)計(jì)完成后的河道、或生態(tài)修復(fù)后的河道；

對(duì)于現(xiàn)狀河道，執(zhí)行步驟(3)；

對(duì)于生態(tài)工程初步設(shè)計(jì)完成后的河道，執(zhí)行步驟(2)(3)；

對(duì)于生態(tài)修復(fù)后的河道，執(zhí)行步驟(4)；

步驟(2)?對(duì)于生態(tài)工程初步設(shè)計(jì)完成后的河道，按下式計(jì)在時(shí)刻t下，按下列聯(lián)立方程組計(jì)算河道水位Z沿距離x的變化情況

∂A∂t+∂Q∂x=0]]>

∂Q∂t+∂∂x(Q2A)+gA∂Z∂x+gQ|Q|C2AR=0]]>

A為過水面積，是流量Q和水位Z的函數(shù)；

Q為流量，未知量；

t為時(shí)間；

x為沿程距離；

g為重力加速度；

Z為水位，未知量；

是水力半徑，濕周χ可根據(jù)水位Z可以求出；

為謝才阻力系數(shù)，n為糙率系數(shù)，根據(jù)在河道中的不同的位置分區(qū)給出；

步驟(3)?對(duì)于現(xiàn)狀河道或生態(tài)工程初步設(shè)計(jì)完成后的河道，解下述聯(lián)立方程組

∂h∂t+∂uh∂x+∂vh∂y=0]]>

∂u∂t+u∂u∂x+v∂h∂y+g∂h∂x+guu2+v2C2=vt(∂2u∂x2+∂2u∂y2)]]>

∂v∂t+u∂v∂x+v∂v∂y+g∂h∂y+gvhu2+v2C2=vt(∂2v∂x2+∂2v∂y2)]]>

h為水深，未知量；

g為重力加速度；

為謝才阻力系數(shù)，n為粗糙系數(shù)，根據(jù)在河道中的不同的位置分區(qū)給出；

v_t為x、y方向紊動(dòng)粘性系數(shù)，取為0.002；

u、v分別表示x、y方向水流運(yùn)動(dòng)速度，未知量；

步驟(4)?對(duì)于生態(tài)修復(fù)后的河道，設(shè)定再生水的流量和濃度，排入口的位置和河道中的流量

按下式計(jì)算COD和氨氮兩種污染物的沿程分布

∂∂t(AS)=∂∂x(AE∂S∂x)-∂(QS)∂x+AdSdt+Su]]>

S是河道中污染物濃度，表示COD或者氨氮的濃度，未知量；

E是縱向離散系數(shù)，采用費(fèi)希爾公式E=0.011u²B²/hu_*計(jì)算，u為斷面平均流速，B為水面寬度，h為斷面水深，u_*為摩阻流速；

是生化反應(yīng)項(xiàng)：

對(duì)于COD：，K_c為COD衰減系數(shù)，取0.08；

對(duì)于氨氮：，K_N為氨氮衰減系數(shù)，取0.1；

S_u是源、匯項(xiàng)，根據(jù)入?yún)R再生水的流量和濃度確定。