
该项目综合运用物理模型试验和水沙数学模型计算两种手段开展永定河(卢三段)防洪安全动床模型试验与数值模拟交互验证研究。
物理模型范围自三家店拦河闸至卢沟桥分洪枢纽,河道全长约15.5km,模型水平比尺1:200、垂直比尺1:60,模型全长75m、最大宽度30m。试验分为定床试验和动床试验两部分,定床试验共完成2个情景4个洪水频次,记录河道行洪水位、流速、流势和流态的变化情况,动床试验完成了4个洪水过程,观测试验段冲淤变化、流态流势变化规律。
水沙数学模型研究范围起点为三家店拦河闸,终点为北京市界,覆盖河道长度约78.2km,构建基于无结构网格的有限体积离散方法的非平衡输沙模式二维水沙输移模型,并耦合桥墩处理、闸坝调度、水库运行以及干湿动边界影响等多个因素,绘制网格总数29478个,分别针对20年、50年、100年、200年和万年一遇洪水开展水流和水沙模型模拟,准确计算超大洪水条件下的水位变化、河道冲淤,并为物理模型提供下边界卢沟桥分洪枢纽水位控制条件。
该项目将数学模型计算及物理模型试验相应工况成果进行对比验证,确定该河段险工段位置及长度,研究保障房段堤防行洪风险及加固方案,明确麻峪村段防洪风险并提出防护建议,为卢三段防洪安全提供数据支撑。
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