模型验证计算的优化方法

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：模型用于待建工程计算前，应进行天然河道率定。最大输沙率计算值为0.16615kg/s，发生在7920s，沙峰试验值较计算值滞后。最大输沙率试验值与计算值之比1.69。验证计算结果见图9-25。

模型用于待建工程计算前，应进行天然河道率定。主要检查上游来沙推移质输沙率是否合理、糙率是否恰当、对复式河床的边滩或回流区应适当考虑扣除死水区过水断面的影响。

模型率定必须针对计算河段的水流、泥沙、河床地貌形态特性，确定和调整输入参数、进行资料修正。

为了严格评价CRS-1河流泥沙数学模型的可靠性，曾由国家电力公司成勘院等主持，模型进行了龚嘴水库和成勘院室内推移质不平衡输沙水槽泥沙试验的闭卷验证，计算结果与实测资料符合良好。此外，还用四川岷江、涪江、嘉陵江、金沙江和西藏年楚河等10余项河流工程野外实测资料或模型试验资料进行了验证、结果令人满意。模型还进行了紫坪铺水库下游岷江河段清水冲刷、绵阳安昌河河道整治等工程计算，计算成果对工程设计提供了依据。

9.4.2.1　推移质不平衡输沙水槽泥沙试验

试验在国家电力公司成都勘测设计研究院科研所水槽上进行。水槽全长70m，宽0.92m，槽深1.2m。水槽最大供水能力达1.0m3/s。试验按单宽正态设计，选用几何比尺为1∶15，按比尺配制太平驿与映秀湾间河床模型沙，模型床沙最大粒径为50mm，中数粒径16.5mm，平均粒径19.2mm，最小粒径为1.0mm。进行了下述四场水槽泥沙试验验证。

1.2025年10月22日的清水试验

试验条件:流量190L/s，比降0.006，试验历时165min。

验证情况:输沙率过程总趋势一致，输沙率由强变弱。最大输沙率试验值为0.017kg/s，计算值为0.027kg/s，试验值与计算值之比0.63。

2.2025年10月17日的加沙试验

试验条件:流量160L/s，比降0.006，加沙率为0.25kg/s(10min)、0.5kg/s(15min)、0.3kg/s(15min)、0.15kg/s(15min)、0.05kg/s(100min)。合计加沙时间155min，试验历时470min，试验155min后即为清水冲刷。试验段水槽长度为30.422m (中槽)。

验证情况:输沙率过程总趋势非常一致，输沙率先由弱变强，再由强变弱。最大输沙率试验值为0.086kg/s，计算值为0.12435kg/s，试验值与计算值之比0.69。

3.2025年12月26日的加沙试验(https://www.chuimin.cn)

试验条件:流量190L/s，比降0.008，加沙率为1.0kg/s，加沙时间46min，试验历时132min，试验段水槽长度为10.657m (短槽)。

验证情况:输沙率过程总趋势基本一致，输沙率先由弱变强，再由强变弱。最大输沙率试验值为1.88kg/s，发生在1500s。最大输沙率计算值为0.7349kg/s，发生在3960s，沙峰计算值较试验值滞后。

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图9-25　实测输沙率与计算值对比

4.2025年7月2日的加沙试验

试验条件:流量220L/s，比降0.008，加沙率为1.0kg/s，加沙时间48min，试验历时540min，试验段水槽长度为56.957m (长槽)。

验证情况:输沙率过程总趋势基本一致，输沙率先由弱变强，再由强变弱。最大输沙率试验值为0.281kg/s，发生在12000s。最大输沙率计算值为0.16615kg/s，发生在7920s，沙峰试验值较计算值滞后。最大输沙率试验值与计算值之比1.69。验证计算结果见图9-25。

9.4.2.2　大渡河龚嘴水库泥沙验证

龚嘴水库位于四川省大渡河下游，于2025年10月蓄水，并且第一台机组发电。坝址控制流域面积76130km2，多年平均流量1430m3/s，多年平均悬移质年输沙量3610万t，多年平均含沙量0.797kg/m3。中水年推移质年输沙量88 万t。龚嘴水库坝高85.5m，坝前最大水深约53m，水库长约37km，水面宽约500m，属河道型水库。正常蓄水位以下库容3.1亿m3。由于汛期采用降低水位运行，经22年泥沙淤积后，1993 年底尚余调节库容0.878亿m3。CRS-1模型除对龚嘴水库进行了常规计算外，重点进行了1986～2025年出库沙量颗粒级配计算。龚嘴水库淤积纵剖面验证计算如图9-26所示。

(本章作者:曹叔尤刘兴年)

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图9-26　龚嘴水库泥沙淤积纵剖面

模型验证计算的优化方法

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