閘站結(jié)合樞紐交叉河道水流三維數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究.pdf

1、閘站合建樞紐由于占地面積小、工程投資省、方便運(yùn)營(yíng)和管理等優(yōu)點(diǎn)而在平原河網(wǎng)地區(qū)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。其中閘站不對(duì)稱(chēng)布置方式將泵站與水閘分居河道兩側(cè)，單側(cè)泄流時(shí)，在樞紐下游會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的回流和偏流，不僅增加了消能防沖的負(fù)擔(dān)，而且對(duì)樞紐安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。同時(shí)，若閘站樞紐位于河道交匯口上游區(qū)域，在工程的控制下，支渠流量的匯入對(duì)主渠而言成為強(qiáng)制入流，由此產(chǎn)生的橫向流速是影響交匯口設(shè)計(jì)通航的主要因素。同時(shí)，工程不均勻排水導(dǎo)致下游河道交匯口流態(tài)復(fù)雜化，

2、進(jìn)一步給航運(yùn)安全帶來(lái)不利影響。因此，研究閘站樞紐出流及交匯口水流特性，對(duì)于樞紐工程布置及運(yùn)行調(diào)度，確保閘站工程安全運(yùn)行及主河道航運(yùn)安全，均具有十分重要的意義。
　　 本文以某閘站不對(duì)稱(chēng)布置樞紐為工程背景，運(yùn)用三維數(shù)值模擬技術(shù)和模型試驗(yàn)方法，對(duì)閘站樞紐出流及交匯口水流流態(tài)進(jìn)行研究。著重分析了樞紐出流和渠道交匯口流態(tài)的各種影響因素及變化規(guī)律，闡述了回流、偏流的形成原因及危害。本文主要研究成果有:
　　 (1)對(duì)閘站不對(duì)稱(chēng)樞紐

3、出流特性和明渠交匯口水流流態(tài)的研究與發(fā)展進(jìn)行了綜述，并對(duì)存在的水流問(wèn)題及其危害進(jìn)行了分析和討論。
　　 (2)采用RNGk-ε紊流模型模擬閘站樞紐出流及明渠交匯口流動(dòng)，較全面地分析了閘站出水側(cè)隔流墩長(zhǎng)度、出水池距河道交匯口距離、泵站運(yùn)行工況對(duì)樞紐出水流態(tài)的影響;與此同時(shí)，探討了河道不同交匯角度、主支渠來(lái)流量、交匯口距上游樞紐距離、橋墩以及分流比對(duì)交匯口水流流態(tài)的影響，分析各種不良流態(tài)的原因，并提出了一些改善措施。