湿地水文模型

湿地水文模型

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contributed at 2018-12-04

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Affiliation:  
岳天祥编著
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yue@lreis.ac.cn
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Classification(s)

Earth System SubjectEarth Surface SystemHydrosphere
Geography SubjectPhysical GeographyHydrology

Detailed Description

湿地水文模型

 

(1)水文水动力学模型:

连续性方程:

动量方程:

能量方程:

式中,V为流体流速场矢量;ρ为流体的密度;P为流体的应力张量,它是一个有9个分量的物理量,用它可以完全描述场内任一点的应力状况;S为流体的变形速度张量;P:S为流体变形消耗的能量;F为单位流体质点所受到的质量力;U为单位质量流体的内能,是温度的函数;T为流体的温度分布场;k为各方向上的导热率;q为辐射传热率。

地球环境水体运动的描述在许多情况下是通过求解Navier-stocks(简记为N-S)方程来实现。对地面流动的精确描述方法的方程可表示为:

             

式中,v为空间速度矢量;μ为流体动力黏滞系数,其他变量定义同前。

对地下水流动的描述,采用多孔介质水流运动的达西公式:

                  

式中,φ为水头的势函数,K为达西函数,v为渗透速度。

如果介质是吸水性的物质,则介质的含水量和渗透速度有关,相应方程为:

                

式中,θ为渗透水量。

(2)泥沙冲淤模型:

对于河流以悬移为主的输运过程,泥沙运动及其床面冲淤变化的基本方程为:

泥沙连续方程:

          

水流挟沙力方程:

           

河床变形方程:

               

对于浅水平面流中的泥沙运动可以采取下列方程描述:

           

以上各式中,S为含沙量;S为泥沙冲淤平衡是对应的含沙量;ω为泥沙沉降速度;h和H分别为河流和浅水流动水深;z0为河床高程;DxDy为沿纵向(x向)和横向(y向)的扩散系数。

(3)潮流湿地水动力学模型: