圍堰殘埂形式對分流能力影響的數(shù)值模擬研究.pdf

1、為了修建水電站的主體工程，對河流的攔斷截流必不可少，于是河流中原先的水流便會隨相應(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流斷面，從而影響過流能力的大小，進(jìn)而對截流、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象，以向家壩和黃登水電站工程為背景，利用計算流體力學(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，并利用水工模型試驗結(jié)果對數(shù)值計算成果加以驗證。
　　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)過模型試驗實(shí)測數(shù)據(jù)驗證數(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的補(bǔ)充。⑵通過比較向家壩明渠上、下游殘埂對過流能力的影響得知，上、下游殘埂對明渠的過流均有影

3、響，其中下游比上游殘埂對明渠的過流能力影響更大。當(dāng)下游為4m、6m殘埂時明渠首水位上升顯著，實(shí)際工程中應(yīng)極力避免。⑶通過數(shù)值運(yùn)算，比較不同形式的圍堰殘埂，針對工程提出較優(yōu)的殘埂組合。在明渠中，當(dāng)來流為4290m3/s流量時，上游6m與下游2m的殘埂組合是拆除面積較小而過流能力較強(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流，6（M）—4（R）組合相比4—2組合拆除面積更小，而過流能力則相對較大，在實(shí)際拆除過程中可優(yōu)先考慮。⑸在黃登隧洞圍堰殘埂中，通過比較進(jìn)、出口殘埂單獨(dú)存在對過流能力的影響得知，導(dǎo)流洞進(jìn)口殘埂對導(dǎo)流洞的過流能力有一定的影響，尤其泄流量較小時影響相對較大，隨著泄流量的增加，殘埂對導(dǎo)流洞的泄流能力的影響逐漸降低；導(dǎo)流洞出口殘埂則對過流影響不大，與進(jìn)口殘埂相比，幾乎可以忽略。⑹通過數(shù)值計算，發(fā)