MIKE 21---Users Interface(5)

2019-05-27 19:35

在对话框中,堰位置的地理坐标可以选择设定为(经纬度,UTM投影等) 。 属性

属性中,堰流计算的公式的选项有:

? 宽堰顶公式 ? 堰流公式1

? 堰流公式2(Honma 公式) 阀

带有阀的结构物可以对水流进行调节,MIKE21支持四个不同的阀调整形式:

? 无阀结构(水流未经调整) ? 只有正向流

只有正向的流可以被考虑。阀调整结构若遇到负向的流况,在

结构中的水流会被视为零。 ? 只有负向流

只有负向的流可以被考虑。阀调整结构若遇到正向的流况,在

结构中的流会被视为零。 ? 阀结构完全被关闭

?0

当堰的上下游水位差较小时,模型计算可能会产生不稳定。为了解决这一问题,引入水位差?0,当上下游水位差小于?0时,采用此线性变化直接计算。

水头损失系数

水流经过水工结构物的时候,水头损失系数决定了能量损失。

可以定义下面的局部水头损失系数 (对正负流向):

? 入流 ? 出流

? 自由溢流

水头损失系数仅应用在宽堰顶公式建筑物流的计算和特殊堰的计算中。

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堰的几何形状

堰的几何形状定义了水流活动范围内堰的形状。几何形状是在Level/Width表中定义的一系列水位和流宽关系,列表中水位必须是递增的。

水位的定义是相对于堰的基准面(始于堰顶或由堰底为开始的基准)。

基准定义的偏差值会在计算时加到Level/Width 表里。

Level/Width表中定义堰的形状为一系列水位和流宽的关系。水位值在此必须是一个连续,递增的值。

注意: 只有宽顶堰可以定义堰的几何形状。

一般性描述

Figure 2.2 水流定义简图

宽顶堰

标准的宽顶堰堰流公式是由堰形状、使用者设定的水头损失系数和率定系数通过程序计算。这些公式假设静水压力分布在堰顶,在淹没出流和自由出流的时候自动转换使用不同的公式。

堰流公式1

堰流公式是基于一个标准堰的表示,根据Villemonte Formula:

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q?WC?Hus?Hw?k??1???Hds?Hw??H?Hw?us???????0.385

这里Q是通过结构物的流量,W是宽度,C是堰流系数,k是堰的指数, Hus是上游的水位,Hds是下游的水位,Hw是堰顶高程(参见图2.2)。反向的标高分别是进水口及出水口的最低点。

堰流公式2

堰流公式2是根据Villemonte Formula::

?for?Hds?H?C1W?Hus?Hw??Hus?Hw? Q??for?Hds?H??C2W?Hds?Hw??Hus?Hds??/Hus?/Husww?2/3?2/3

这里Q是通过结构物的流量,W是宽度, C1C2是堰系数,

C2?1.53C1,Hus是上游的水位,Hds是下游的水位,Hw是堰

顶高程(参见图2.2)。

流向

堰流的正逆向流向定义如Figure2.3。正向流定义为沿结构物概化线方向(从起点到终点方向),由右通过概化线到左方为正向流。

Figure 2.3 正逆向流向定义

水头损失系数

一般结构物的局部水头损失定义为

?H??tVs2

2g

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2.13.2 涵洞

?H是通过结构物的能量损失,?t是总水头损失系数,Vs是结构

断面平均流速。

?t总水头损失系数是由进水头损失系数?1和出水头损失系数?2组成。系数为入流参数?in和出流参数?out,和速度V及断面A的函数:

???2t??1?????v12in????AS?

?v????out?s?A??2?这里下标1和2表示流出和流入结构物的速度和水流面积,s表示结构中的流速和过流面积。

然而,在当前的模型处理中,水下游断面并不是从地形提取出来的,因此无法准确地确定水位和过水断面之间的关系。为此上下游面积都设定为一个非常大的值,即

?t??1??2??in??out

必须要小心的选择水头损失系数,特别是在亚临界流和超临界流都会发生的情况下。当流况由亚临界流变化到超临界流(附录书,Fr>1),损失系数?in和?out(在Head Loss Factor Box中设定)会被改动为:

? 如果FR>1 在上游水位点,则?in??in/2 ? 如果FR>1 在下游水位点,则?out??out/2

选择property page你可以参见视图(Geographic View)或是涵洞的清单列表(List View of the culverts)。

有两种方法可以设定新涵洞。在List View你可以按”New culvert”按键,建立一个新的涵洞。在Culvert list 中选择一个涵洞,按按键”Delete culvert”移除涵洞。每一个涵洞你可以设定一个名字,并在后面设定一些关于涵洞的细节。在List of View页面上,你可以选定其中一个涵洞,使用”Go to “按键,并且使用”Edit culvert”按键编辑。

直接在视图(Geographic View)双击地图上的位置上的一点,可以建立一个新的管流,点击的位置定义了涵洞在地理位置上的一

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点。或是按”New weir”按键,在设定涵洞的名称及地理位置后,可以编辑涵洞的相关信息。

涵洞的设定

设定涵洞的位置和排流孔的几何形状。

位置

涵洞在模型范围内被定义为由若干点组成的断面(至少两个点是必需的)。断面是由若干连续线段组成的,线段则是由两个点所构成。断面在数值模型的计算中定义为邻近两个单元(element)的一个边(face)。涵洞的地理坐标位置可以在对话框下面输入,或是由ASCII文件导入。文件中数值以浮点数格式储存,x坐标和y坐标数值以空格分开。定义出的线段列于log文件中。

在对话框中,涵洞位置的地理坐标可以选择设定为(经纬度,UTM格式等) 。 属性

属性中,定义涵洞参数的特征有:

? 上游管底高程(Upstream Invert) 涵洞中的上游入水处的管底高程

? 下游管底高程(Downstream Invert) 涵洞中下游的出水处的管底高程

? 长度

涵洞的长度

? 曼宁系数n

涵洞中的曼宁底床摩擦系数(表示摩擦力造成的损失) n=1/M (曼宁数)

? 涵洞的数量

在所设定的涵洞所在 地, 涵洞的数量是定义有多少相同的涵洞存在。

举例来说: 五个相同形状的排水管并排在一个坝中,为了不去 一个个定义五个个别的涵洞,可以在”No of Culverts”中定义为5,计算时模型会以这个位置有五个相同形状大小的涵洞来计算。

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