閘站結合樞紐交叉河道水流三維數(shù)值模擬及試驗研究.pdf

1、閘站合建樞紐由于占地面積小、工程投資省、方便運營和管理等優(yōu)點而在平原河網(wǎng)地區(qū)得到越來越廣泛的應用。其中閘站不對稱布置方式將泵站與水閘分居河道兩側，單側泄流時，在樞紐下游會產(chǎn)生強烈的回流和偏流，不僅增加了消能防沖的負擔，而且對樞紐安全構成嚴重威脅。同時，若閘站樞紐位于河道交匯口上游區(qū)域，在工程的控制下，支渠流量的匯入對主渠而言成為強制入流，由此產(chǎn)生的橫向流速是影響交匯口設計通航的主要因素。同時，工程不均勻排水導致下游河道交匯口流態(tài)復雜化，

2、進一步給航運安全帶來不利影響。因此，研究閘站樞紐出流及交匯口水流特性，對于樞紐工程布置及運行調度，確保閘站工程安全運行及主河道航運安全，均具有十分重要的意義。
　　 本文以某閘站不對稱布置樞紐為工程背景，運用三維數(shù)值模擬技術和模型試驗方法，對閘站樞紐出流及交匯口水流流態(tài)進行研究。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)對閘站不對稱樞紐

3、出流特性和明渠交匯口水流流態(tài)的研究與發(fā)展進行了綜述，并對存在的水流問題及其危害進行了分析和討論。
　　 (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，較全面地分析了閘站出水側隔流墩長度、出水池距河道交匯口距離、泵站運行工況對樞紐出水流態(tài)的影響;與此同時，探討了河道不同交匯角度、主支渠來流量、交匯口距上游樞紐距離、橋墩以及分流比對交匯口水流流態(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。