随着计算机技术及数值计算方法的飞速发展,数学模型以其省时、省力和灵活方便等优势在水流运动规律、河床变形和工程方案等方面的研究中起着愈来愈重要的作用。随着长江黄金水道的进一步开发,为进一步地改善和提高长江的航道条件,在“十五”、“十一五”期间开始大规模地实施航道整治工程。数学模型研究手段也逐步地运用于长江航道治理之中,并取得了丰硕的成果和较大的发展。因此,通过建立和完善河道平面二维水流数学模型,发挥其便利快捷地特点,在河演分析及治理方案研究等方面得到更好的应用。本文共分为六章,各章主要内容如下:第一章对平面二维水流数学模型的研究现状、主要数值计算方法,以及数学模型的关键性问题作了较为系统的概述,并在此基础上结合实际工程应用提出了本文的主要工作内容。第二章对土桥水道的近年演变情况进行研究,掌握其多年演变规律,分析其演变的影响因素。第三章针对天然河道边界复杂的特点,本文采用正交曲线网格,推导出了正交坐标系下的水流基本控制方程,对其中关键技术问题的解决方法进行了介绍,并采用有限体积法进行数值求解。第四章运用土桥水道实测水文资料对所建模型进行率定验证。第五章运用所建数学模型对土桥碍航水道的进行计算研究,结合土桥水道河演分析结果,进一步加深对土桥水道的演变规律的掌握,然后通过对土桥水道演变的预测,针对性的提出航道整治工程,并对整治工程的效果进行计算研究分析。第六章对本文工作进行总结并对以后的工作进行展望。