综合水利枢纽工程施工期通航水流数模分析

发布时间：2017-08-04 17:07

  本文关键词：综合水利枢纽工程施工期通航水流数模分析

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【摘要】：通航河流上修建综合性水利枢纽工程时,为了航运畅通,往往需采用分段围堰、分期建筑的施工组织形式实施施工;在通航建筑物发挥作用前的整个施工过程中,通常利用缩窄河道泄流与通航,不仅如此,船舶航行线路也随施工围堰变化而变动。在施工期间受到围堰等临时工程建筑物的制约,绕流、漩涡和剪刀流等复杂水流现象频发,通航条件恶劣,船舶安全问题突出。为确保航运安全,有必要认真研究分析施工期水流运动规律与变化特点,优化围堰布置与河道整治,改善通航条件,提升满足安船舶安全航运的最高通航流量。为此本文依托福建闽江水口水电站坝下水位治理工程,重点针对通航建筑物完工前的二期导流围堰布置和临时航道的治理,依据流体力学原理、水流运动变换特征以及施工河段的河势走向与河床特点,提出了平整河底、降低床面高程、缓和平顺联接纵向河底以及缩短纵向围堰上游端长度、弧线型联接纵横围堰等一系列工程优化措施,改善施工河段的通航水流条件,利用物理模型试验和数值模拟计算方法,主要从河道水位、水面比降、最大流速等水流特征,对导流围堰布置的优化作用和临时航道治理效果进行了试验研究与计算分析。结果显示,通过上述优化与治理后的施工河段在施工导流二期的安全通航最高流量由优化前的Q=1686m3/s提升到Q=3934m3/s,解决了工程坝上约9.0km的水口枢纽船闸下引航道口门区由于河道下切水位过低、电站下泄流量Q≥2344m3/s时的水位才能满足船舶进出引航道安全过闸与施工河段的流量Q≤1686m3/s时的流速指标才能满足通航的悖离现象,使得水口电站下泄流量2344m3/s≤Q≤3934m3/s时,即能满足船闸引航道船舶最小安全吃水要求,又能保证船舶顺利通过缩窄河段,实现了真正意义上的施工期通航。本文研究成果不仅适用于水口坝下水位治理工程施工期通航,而且对类似工程施工期通航均具有指导意义。
【关键词】：水口坝下水位治理 通航水流条件 数学模型 施工期导流
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV135.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 研究意义及目的10-12
• 1.1.1 研究意义10-11
• 1.1.2 研究目的11-12
• 1.2 物理模型研究现状12-13
• 1.3 数值模拟研究现状13-17
• 1.3.1 数值模拟概况13-14
• 1.3.2 数值计算方法14-17
• 1.4 研究内容及方法17-19
• 1.4.1 研究内容17
• 1.4.2 研究方法17
• 1.4.3 实施方案17-19
• 第二章 物理模型的建立19-26
• 2.1 依托工程19-22
• 2.1.1 工程概况19-20
• 2.1.2 自然条件20-21
• 2.1.3 施工导流方案设计21-22
• 2.2 物理模型的建立22-26
• 2.2.1 模型设计22-23
• 2.2.2 模型水面线验证23-24
• 2.2.3 试验研究的基本条件24-26
• 第三章 二期施工导流物理模型试验研究26-42
• 3.1 二期围堰施工导流水流条件研究26-31
• 3.1.1 设计围堰方案布置与结构构造26-27
• 3.1.2 沿程水位、水面比降及泄流能力试验27-29
• 3.1.3 流速及流态29-31
• 3.2 二期围堰施工期通航水流条件研究31-36
• 3.2.1 航深、水面比降31-33
• 3.2.2 流速分布及流态33-36
• 3.3 优化方案一36-41
• 3.3.1 方案研究37
• 3.3.2 改善措施37-38
• 3.3.3 沿程水位、水面比降38-39
• 3.3.4 流速及流态39-40
• 3.3.5 优化前后流速对比40-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第四章 数学模型的建立与验证42-54
• 4.1 数学模型的建立42-47
• 4.1.1 模型的概化和假定42-43
• 4.1.2 计算网格43
• 4.1.3 控制方程43-44
• 4.1.4 基本方程数值离散44-45
• 4.1.5 总体有限元方程的求解45-47
• 4.1.6 边界条件47
• 4.2 数学模型的验证47-53
• 4.2.1 验证所采用的资料47-48
• 4.2.2 模型的建立48
• 4.2.3 模型验证计算结果48-49
• 4.2.4 水位验证49-51
• 4.2.5 流速验证51-53
• 4.3 本章小结53-54
• 第五章 二期施工导流数学模型试验研究54-79
• 5.1 优化方案二54-63
• 5.1.1 方案研究54-55
• 5.1.2 改善措施55-56
• 5.1.3 计算结果与分析56-62
• 5.1.4 方案对比分析62-63
• 5.2 优化方案三63-78
• 5.2.1 方案研究63-64
• 5.2.2 改善措施64-65
• 5.2.3 计算结果与分析65-72
• 5.2.4 方案对比分析72-75
• 5.2.5 优化方案对通航条件的改善作用75-78
• 5.3 本章小结78-79
• 第六章 结论与展望79-81
• 6.1 结论79
• 6.2 展望79-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-85
• 在校期间发表的论著及取得的科研成果85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 贺昌海,张辉辉,杨栋;分期导流束窄河床的二维数值模拟研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2005年03期

2 赵志舟;;嘉陵江草街枢纽通航明渠体型及通航条件研究[J];山西建筑;2009年28期

3 陈超敏;鄢双红;詹金环;;嘉陵江亭子口水利枢纽导流明渠设计[J];人民长江;2011年16期

4 徐敏;陈立;刘燃;范红利;;崔家营枢纽导流明渠运行期通航条件分析[J];水道港口;2012年05期

5 尹崇清;刘峰钻;张湛;刘洋;;岷江龙溪口航电枢纽施工期通航问题试验研究[J];水运工程;2013年01期

6 张为;何俊;袁晶;付萍萍;;二维水流数学模型在马家咀航道整治工程防洪评价中的应用[J];中国水运(下半月刊);2010年12期

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本文编号：620717