贵仁模型技术手册

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本手册为贵仁模拟系统(GuiRen Modeling System, 简称 GRMS)技术手册,这里详细介绍模型引擎的基本计算原理和理论方法,包含水文模型、一维河网模型、二维水动力模型、水质模型以及一二维耦合模型。


本模型的计算模式、应用对象,及主要算法原理如下表所示。

计算模式 主要应用对象 水文/水动力算法原理 水质主要算法原理
水文 流域产流、汇流 三水源新安江模型
一维河网 平原河网、山区河网 有限体积法、HLL 近似黎曼解 有限体积法
二维 城市内涝、坝堤溃决洪水、河流、湖泊 三角网格、有限体积法、HLLC 近似黎曼解 有限体积法、一阶迎风格式
一二维联解 蓄滞洪区、防洪保护区等洪水风险 上下游型联解、侧向型联解 一阶迎风格式

  • 一维模型:采用汊点水位迭代法解耦河网后,各条河道分别对有限体积离散后的圣维南方程在空间上采用 MUSCL 线性重构,时间上采用 Hancock 预测、校正两步格式,界面处数值通量计算采用 HLL 格式求解近似 Riemann 解。可模拟泵站、水闸、水堰、涵洞、桥梁等水工构筑物对河网水流运动的影响;可模拟闸泵构筑物的调度过程;可模拟河网污染物输移扩散过程及生物化学反应影响。

  • 二维模型:采用三角形网格,可用于具有任意地形和边界的区域的水动力水质模拟;可概化堤防、公路等线状阻水结构;可处理恒定流及非恒定流;可模拟水闸、水堰、水泵的作用以及其调度过程;提供了水位、流量、自由出流、固壁等边界类型;可考虑点源排污;可采用固定时间步长或自适应时间步长;可实时输出监测点的水位、流速等计算结果,以及监测断面的流量计算结果;可统计输出最大淹没水深、洪水到达时间等洪水风险信息;可冷启动或热启动;可自定义模型输出方式。

  • 一二维耦合模型:包括 “上下游型” 和 “侧向型” 等两种模型耦合方式;可设置堤防等水工建筑物;可设置堤防溃决条件及溃口发展过程。