圍堰殘埂形式對(duì)分流能力影響的數(shù)值模擬研究.pdf

1、為了修建水電站的主體工程，對(duì)河流的攔斷截流必不可少，于是河流中原先的水流便會(huì)隨相應(yīng)的導(dǎo)流建筑物所分走，而導(dǎo)流建筑物的導(dǎo)流能力，直接決定了截流的難度與成敗。導(dǎo)流建筑物的導(dǎo)流能力則受多種因素的制約，其主要因素有：導(dǎo)流建筑物規(guī)模大小、導(dǎo)流型式、底坡、轉(zhuǎn)彎半徑、糙率及進(jìn)出口高程等。還有一個(gè)重要的影響因素便是圍堰拆除不完全所留于水下的圍堰殘埂，它的形式直接決定過(guò)流斷面，從而影響過(guò)流能力的大小，進(jìn)而對(duì)截流、防滲等產(chǎn)生一定的影響。本文以常用導(dǎo)流建筑物

2、形式中的明渠和隧洞圍堰殘埂為研究對(duì)象，以向家壩和黃登水電站工程為背景，利用計(jì)算流體力學(xué)方法，構(gòu)建導(dǎo)流明渠和導(dǎo)流隧洞泄流數(shù)值模擬平臺(tái)，并利用水工模型試驗(yàn)結(jié)果對(duì)數(shù)值計(jì)算成果加以驗(yàn)證。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴選取向家壩和黃登水電站工程，建立明渠和導(dǎo)流隧洞三維數(shù)值模型，并經(jīng)過(guò)模型試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證數(shù)值模型的實(shí)用性和可靠性，模擬結(jié)果可為作為模型試驗(yàn)的補(bǔ)充。⑵通過(guò)比較向家壩明渠上、下游殘埂對(duì)過(guò)流能力的影響得知，上、下游殘埂對(duì)明渠的過(guò)流均有影

3、響，其中下游比上游殘埂對(duì)明渠的過(guò)流能力影響更大。當(dāng)下游為4m、6m殘埂時(shí)明渠首水位上升顯著，實(shí)際工程中應(yīng)極力避免。⑶通過(guò)數(shù)值運(yùn)算，比較不同形式的圍堰殘埂，針對(duì)工程提出較優(yōu)的殘埂組合。在明渠中，當(dāng)來(lái)流為4290m3/s流量時(shí)，上游6m與下游2m的殘埂組合是拆除面積較小而過(guò)流能力較強(qiáng)的組合；在3500m3/s工況和2600m3/s工況中，較為合適的組合均為上游4m與下游2m殘埂組合。⑷向家壩明渠中，通過(guò)不同拆除位置的上、下游殘埂組合比較，得

4、知：上游拆除中間、下游拆除右邊圍堰更有利于明渠的過(guò)流，6（M）—4（R）組合相比4—2組合拆除面積更小，而過(guò)流能力則相對(duì)較大，在實(shí)際拆除過(guò)程中可優(yōu)先考慮。⑸在黃登隧洞圍堰殘埂中，通過(guò)比較進(jìn)、出口殘埂單獨(dú)存在對(duì)過(guò)流能力的影響得知，導(dǎo)流洞進(jìn)口殘埂對(duì)導(dǎo)流洞的過(guò)流能力有一定的影響，尤其泄流量較小時(shí)影響相對(duì)較大，隨著泄流量的增加，殘埂對(duì)導(dǎo)流洞的泄流能力的影響逐漸降低；導(dǎo)流洞出口殘埂則對(duì)過(guò)流影響不大，與進(jìn)口殘埂相比，幾乎可以忽略。⑹通過(guò)數(shù)值計(jì)算，發(fā)