以薩拉康水利工程為例,采用平面二維水沙模型對(duì)近壩區(qū)域的水沙運(yùn)動(dòng)進(jìn)行計(jì)算研究,分析了敞泄排沙條件下上引航道、泄洪閘、廠房等區(qū)域的泥沙淤積分布。結(jié)果表明,薩拉康水利樞紐工程運(yùn)行30年后,泄洪閘前的泥沙淤積不會(huì)影響閘門安全運(yùn)行;上引航道口門區(qū)主要受主流回流的影響,產(chǎn)生回流淤積;廠房段的攔沙坎與沖沙底孔可有效保護(hù)廠房進(jìn)水口。 

【文章來源】：水電能源科學(xué). 2020,38(05)北大核心

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圖６Ｘ２的沖淤對(duì)比Ｆｉｇ．６Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｅｒｏｓｉｏｎａｎｄｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ

；④干濕邊界的處理。（２）泥沙模型求解。采用ＴＶＤ格式的有限體積法來求解泥沙輸運(yùn)方程，以保證守恒與提高計(jì)算精度。由于不采用ＥＬＭ方法求解對(duì)流項(xiàng)，因此計(jì)算的時(shí)間步長(zhǎng)受到了Ｃｏｕｒａｎｔ數(shù)穩(wěn)定條件的限制，將水流模型的時(shí)間步長(zhǎng)Δｔ＝ｔｎ＋１－ｔｎ劃分為若干個(gè)Δｔ′，每個(gè)分步Δｔ′大小由整個(gè)流場(chǎng)對(duì)流作用的強(qiáng)弱決定，則方程第ｍ分步到第ｍ＋１分步采用有限體積法離散。有限體積法中網(wǎng)格ｉ與相鄰網(wǎng)格ｊ的關(guān)系見圖１。圖１有限體積法中網(wǎng)格ｉ與相鄰網(wǎng)格ｊ的關(guān)系Ｆｉｇ．１ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｇｒｉｄｉａｎｄａｄｊａｃｅｎｔｇｒｉｄｊｉｎＦＶＭ此外，當(dāng)水流通過彎道時(shí)，受離心慣性力與重力的共同作用，產(chǎn)生徑向和豎向流速，與主流疊加在一起形成螺旋流。螺旋流引起的橫向輸沙影響著河相的形成，需采用橫向流速分布公式對(duì)泥沙的輸移方向進(jìn)行修正。實(shí)際中常采用羅索夫斯基的基于縱向流速沿垂線分布的對(duì)數(shù)規(guī)律推出的橫向流速垂線分布公式［７］，本文采用簡(jiǎn)化后的羅索夫斯基的橫向流速垂線分布公式：ｖｒ＝ακ２Ｕ２槡＋Ｖ２ｈｒ０．４－０．１ｎ槡ｇκｈ１／６（）（５）式中，ｖｒ?yàn)閺澋罊M向流速；Ｕ２槡＋Ｖ２為垂向平均流速，Ｕ、Ｖ分別為沿ｘ、ｙ方向的流速；κ為卡門常數(shù)；ｒ?yàn)榇咕�所在點(diǎn)的曲率半徑；ｈ為水深；α為橫向流速垂向修正系數(shù)，０．４≤α≤１，其值的選取與橫向流速對(duì)應(yīng)的相對(duì)水深有關(guān)，且值越大，越靠近河床底部。"#"計(jì)算?

?船閘等建筑物組成。水庫(kù)正常蓄水位２２０ｍ，庫(kù)容８．６３×１０８ｍ３，水庫(kù)長(zhǎng)度９９．２ｋｍ，電站總裝機(jī)容量６６０ＭＷ。"#"#"河段地形和網(wǎng)格劃分由于水電樞紐工程近壩區(qū)域水流結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故采用非結(jié)構(gòu)化三角形網(wǎng)格劃分計(jì)算區(qū)域，并對(duì)引航道、泄洪閘、廠房段局部加密，河段單元網(wǎng)格共計(jì)３１１５９個(gè)，單元節(jié)點(diǎn)共１６１２１個(gè)。利用庫(kù)區(qū)的１∶５０００地形資料對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行插值，生成的二維水沙數(shù)學(xué)模型模擬的地形及樞紐布置示意圖見圖２。圖２壩區(qū)二維水沙數(shù)學(xué)模型模擬河段地形Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｒｉｖｅｒｔｅｒｒａｉｎｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｌｏｗａｎｄｓｅｄｉｍｅｎｔｍｏｄｅｌｉｎｄａｍａｒｅａ"#"#$邊界條件二維模型的進(jìn)口水沙邊界以距壩前３．５ｋｍ的斷面作為入口邊界條件，以正常蓄水位及排沙運(yùn)行方式作為出口水位控制條件，壩址設(shè)計(jì)洪水及下游水位見表１。表１薩拉康壩址設(shè)計(jì)洪水、下游水位Ｔａｂ．１ＤｅｓｉｇｎｆｌｏｏｄａｎｄｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｗａｔｅｒｌｅｖｅｌａｔＳａｒａｋａｎｇｄａｍｓｉｔｅ頻率設(shè)計(jì)值／％流量／（ｍ３·ｓ－１）水位／ｍ２２５０００２１５．８５５２２９００２１５．００２０１９４００２１３．３２３３．３１７８００２１２．５５５０１６３００２１１．７２"#$模型驗(yàn)證"#$#!水流模型驗(yàn)證為驗(yàn)證平面二維淺水方程的適用性，選取上游距壩４２ｍ處斷面的水位與壩前斷面，比較不同洪水頻率下壩前水位壅高情況，見表２。表２不同洪水頻率下壩前水位壅高對(duì)比Ｔａｂ．２Ｃ?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水庫(kù)壩區(qū)沖刷漏斗的形成機(jī)理[J]. 胡德超,池龍哲,楊瓊,王敏.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(02)
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[3]考慮彎道環(huán)流影響的平面二維水沙數(shù)學(xué)模型（Ⅰ）——模型的建立[J]. 易雨君,王兆印,張尚弘.  水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2010(01)
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碩士論文
[1]基于MIKE（21、3）的河南天池抽水蓄能電站下水庫(kù)庫(kù)區(qū)水沙數(shù)值模擬研究[D]. 馬騰飛.華北水利水電大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3485550