【摘要】：泥沙淤積是危害水庫(kù)正常使用壽命重要影響因素之一,尤其在上游水流挾沙較大的地區(qū),大量的泥沙隨水流進(jìn)入水庫(kù),會(huì)降低水庫(kù)的有效庫(kù)容,影響水庫(kù)的正常運(yùn)行,抑制水庫(kù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益的發(fā)揮。本文研究對(duì)象為寧夏鴨子蕩水庫(kù),承擔(dān)著寧東地區(qū)的主要供水任務(wù)。為了更好的保證水庫(kù)的正常運(yùn)行,以及供水和興利作用的發(fā)揮,分別采用MIKE21、MIKE11模型,對(duì)其入庫(kù)泥沙輸移和沖淤進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。通過(guò)一、二維模型計(jì)算結(jié)果的互相驗(yàn)證和對(duì)比實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),驗(yàn)證模型合理性,分析結(jié)果得到泥沙在庫(kù)區(qū)的淤積規(guī)律,并預(yù)測(cè)水庫(kù)后期運(yùn)行的淤沙狀況,針對(duì)不同水位條件下水庫(kù)在輸水渠道和庫(kù)區(qū)的淤沙狀況,提出合理的優(yōu)化方案,為后期鴨子蕩水庫(kù)的運(yùn)行決策、優(yōu)化調(diào)度提供依據(jù)。主要的研究?jī)?nèi)容及成果如下:(1)運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,計(jì)算分析鴨子蕩水庫(kù)已有水文資料,得到水庫(kù)來(lái)水輸沙量大小及時(shí)空分布規(guī)律。通過(guò)資料整理,在原始地形資料的基礎(chǔ)上分別通過(guò)MIKE21和MIKE11建立二維和一維數(shù)學(xué)模型,設(shè)定定解條件,計(jì)算一期水庫(kù)淤積形態(tài)與懸沙分布,計(jì)算水位與實(shí)測(cè)水位對(duì)比驗(yàn)證水動(dòng)力模塊的模型準(zhǔn)確性,計(jì)算地形并與實(shí)際測(cè)量地形相對(duì)比,主要關(guān)注泥沙落淤位置,泥沙分布形態(tài),地形高程變化,懸沙分布以及出口含沙量,并對(duì)比分析庫(kù)容變化量,驗(yàn)證模型合理性。(2)在一期模擬計(jì)算基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)水庫(kù)來(lái)水輸沙為正常和最大兩種工況。一維模擬計(jì)算時(shí)效快,因此運(yùn)用MIKE11對(duì)水庫(kù)后期運(yùn)行60年進(jìn)行模擬計(jì)算。根據(jù)一二期工程的設(shè)計(jì)洪水位區(qū)間,計(jì)算在不同的定水位的運(yùn)行條件下,輸水渠道和庫(kù)區(qū)的泥沙落淤量和落淤位置。因一維計(jì)算結(jié)果為斷面平均值,不能細(xì)化分析泥沙的淤積范圍和最高淤積位置,因此結(jié)合二維模型模擬分析。通過(guò)二維模型計(jì)算后期運(yùn)行20年的泥沙在庫(kù)區(qū)的淤積狀況以及未落淤的懸沙在庫(kù)區(qū)的分布。由于鴨子蕩水庫(kù)主要承擔(dān)供水任務(wù),重點(diǎn)關(guān)注出口的水質(zhì),是否滿足供水需求。同時(shí),也根據(jù)一二維模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,進(jìn)一步驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。(3)為了保證水庫(kù)正常運(yùn)行供水以及有效庫(kù)容,需要控制水庫(kù)的來(lái)水輸沙條件,使輸水渠道保持入流暢通。因此根據(jù)預(yù)測(cè)計(jì)算不同定水位條件下水庫(kù)輸水渠道和庫(kù)區(qū)的淤積狀況結(jié)果,提出優(yōu)化水庫(kù)運(yùn)行調(diào)度的方案:一是在高輸沙濃度月份,降低水庫(kù)運(yùn)行水位,即加大輸沙效率;二是在高輸沙月份高水位運(yùn)行,使泥沙落淤,低輸沙月份降低水庫(kù)運(yùn)行水位進(jìn)行沖沙。最終通過(guò)各種方案的比選,根據(jù)水庫(kù)運(yùn)行的要求,推薦最佳的水庫(kù)運(yùn)行調(diào)度的方案。
【圖文】：

第一章 緒論通過(guò)計(jì)算諸多水位，分析其結(jié)果，得到鴨子蕩水庫(kù)二期泥沙淤積的規(guī)律，進(jìn)一步對(duì)鴨子蕩水庫(kù)二期運(yùn)行方案的優(yōu)化進(jìn)行研究，并根據(jù)“輸水渠道暢通，庫(kù)區(qū)少淤積”的運(yùn)行目標(biāo)對(duì)水庫(kù)運(yùn)行調(diào)度提出合理的模擬計(jì)算方案，通過(guò)優(yōu)化渠道淤積分析、優(yōu)化庫(kù)區(qū)淤積分析、優(yōu)化出口沙量分析對(duì)所提出的方案進(jìn)行最終的比選，提出鴨子蕩水庫(kù)運(yùn)行的較優(yōu)方案。1.3.2 技術(shù)路線

t x 為空間坐標(biāo)和時(shí)間坐標(biāo)；Q，h分別為斷面流量力半徑；SB 為河寬； q 為旁側(cè)入流量； C 為謝分布系數(shù)，即 udAQAA 22 ，其中u 為斷面平均方程，反映了河道中的水量平衡。方程 2.2 為運(yùn)加速度，第二項(xiàng)反映由于流速的空間分布不均 Abbott-Ionescu 六點(diǎn)隱式差分格式求解。該格式而是按順序交替計(jì)算水位或流量，分別稱(chēng)為 h 點(diǎn)20hgQ QgAx C AR + +
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TV145

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本文編號(hào)：2700561