国家自然科学基金(50979041) 作品数:6 被引量:34 H指数:5 相关作者: 钟德钰 丁赟 刘磊 张红武 申晓东 更多>> 相关机构: 清华大学 河海大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家重点基础研究发展计划 更多>> 相关领域: 水利工程 更多>>
基于最优控制理论的水库排沙调度优化研究 被引量:5 2010年 我国各类水库面临的泥沙淤积问题十分严重,泥沙淤积不仅减少水库的兴利库容、缩短水库使用寿命,还会带来其它一系列包括生态、环境等在内的问题,处于多沙河流上的水库,这一问题尤为突出。因此,对于增强水库排沙减淤的调度运行方式的研究具有重要意义。本文利用最优控制理论,研究了多沙河流水库排沙减淤的优化调度运行方式,并通过实测水沙资料进行计算。由计算结果可以看出,经最优控制理论优化后的水库调度运行,其排沙比大幅度提高,减淤效果明显,可以作为水库排沙优化调度的一种有效手段。 申晓东 钟德钰 吴腾关键词:泥沙动力学 水库调度 最优控制理论 排沙减淤 一维水沙数学模型基于特征的耦合分析 被引量:5 2011年 推导了冲积河流一维水沙数学模型的特征值。基于连续介质假设,推导得到了河床冲淤层质量和动量守恒方程,建立了特征耦合的水沙数学模型。基于奇异摄动理论,通过渐进展开方法求得了模型所构成的双曲系统的特征值。其四个特征值耦合了水流运动、泥沙输运及河床变形的相互作用。根据双曲系统特征理论,分析了水流运动与河床变形的相互作用。结果表明,四个特征值中只有两个会对河床变形产生较大影响,且不同流态下河床变形受不同特征值作用,扰动向上游或下游传播。在过渡区域,河床变形同时受两个特征值作用而变形较快,并同时向上下游传播。 丁赟 刘磊 钟德钰 张红武关键词:河流动力学 冲积河流 奇异摄动 双曲 特征值 基于微分对策理论的多沙河流水库调度 被引量:3 2010年 水库的排沙问题一直是多沙河流水库调度研究的重点之一。由于大部分多沙河流的来水来沙主要集中于汛期,因此水库汛期的蓄水兴利与泄水排沙的矛盾十分突出,具有典型的博弈关系,该关系可以利用博弈的相关理论进行描述。基于微分对策理论,将多沙河流水库汛期的供水兴利与泄水排沙看作博弈的双方,建立起以排沙和供水的综合效益作为性能指标函数的多沙河流水库汛期调度模型,研究了多沙河流水库汛期的调度问题,并通过陕西黑河某水库的实测资料对该模型进行了验证计算。计算结果表明,建立的调度模型能够较好地反映多沙河流水库汛期调度中的主要矛盾,实现对供水与排沙综合效益的优化。 钟德钰 申晓东 丁赟关键词:多沙河流 水库调度 基于特征分析的多沙河流洪峰流量增值机理研究 被引量:7 2010年 黄河下游等多沙河流通过高含沙洪水时常出现洪峰流量增值这一异常现象。从描述多沙河流水沙运动的耦合数学模型出发,基于模型所构成的双曲系统的特征理论,分析了多沙河流洪峰流量沿程增值机理。从所获得的耦合模型的特征关系上看,当河床存在显著变形时会对浅水波的传播特性产生较大影响。河床冲刷时水流中扰动传播速度变慢,而河床淤积时水流中扰动传播变快。因此,多沙河流高含沙洪水过程中河床出现的"涨冲落淤"现象使得后期落水阶段河床变形对水流运动产生的扰动较前期涨峰时更快,是产生洪峰增值现象的原因之一。 丁赟 钟德钰 张红武关键词:泥沙动力学 多沙河流 洪峰增值 河床变形 非漫滩高含沙洪水异常传播机理和临界条件 被引量:9 2013年 黄河下游发生高含沙洪水时常伴随洪峰增值的异常现象,给黄河下游的防洪安全带来了极大的影响。本文基于高含沙水流床面附近存在流凝现象并可能形成具有屈服应力的黏性底层的事实,建立了高含沙洪水分层模型和流动的波系方程,对多沙河流非漫滩洪水洪峰沿程增值现象的机理进行了研究,并给出了发生洪峰增值的临界条件。论文还应用该结果对2004年、2010年发生的黄河下游高含沙洪水增值现象进行了分析。结果表明,当洪水的Froude数大于临界Froude数时,动力波形成的逆扩散导致洪水中的扰动被扩大、集中,从而导致流动失稳,这是这两场洪水洪峰增值的根本原因。 钟德钰 姚中原 张磊 刘磊关键词:高含沙洪水 洪峰增值 泥沙运动的动力学理论(英文) <正>Sediment transport in fluvial systems attracts considerable attention in last century.Its influences on riv... Guangqian Wang and Deyu Zhong 1 PhD,Prof.,the State key laboratory of Hydroscience and Engineering,Tsinghua Univ.,Beijing 100084, China. 2 PhD,Assoc.Prof.,the State key laboratory of Hydroscience and Engineering,Tsinghua Univ.,Beijing 100084,China.文献传递 黄河平滩流量的多时间尺度现象 被引量:9 2012年 受气候系统影响的水文系统具有多时间尺度变化规律。由于平滩流量与水沙条件变化关系密切,也必然会呈现出多时间尺度演变规律。基于黄河下游主要测站1950~2007年平滩流量及水沙资料,利用小波分析原理分析了平滩流量、流量和含沙量序列的多时间尺度变化特征,以及不同时间尺度下水沙序列与平滩流量序列之间的相关关系。结果表明,黄河下游主要测站的平滩流量序列存在5~6年和19~20年的主要时间尺度,且水沙条件多尺度变化规律与平滩流量有密切关系。此外,对黄河上游和渭河支流主要测站的平滩流量与水沙条件的多时间尺度进行了分析,发现不同河段的平滩流量序列与含沙量序列存在不同的相位差,且相位差大小随含沙量增大而减少。揭示的黄河平滩流量与水沙条件的多时间尺度变化规律,可为研究河床演变的多时间尺度现象提供参考。 张艳艳 钟德钰 吴保生关键词:平滩流量 小波分析 多时间尺度 黄河