發(fā)布時間：2022-08-07 15:02

　　水庫泥沙淤積嚴重時會影響其正常運行,如何清淤是近年來水庫泥沙研究的重要課題。針對人工調(diào)控泄水沖沙解決水庫泥沙淤積問題,本文設計一種非常規(guī)洪水沖沙方式,對節(jié)約沖沙用水量,達到經(jīng)濟最優(yōu)有一定參考意義。本文以錦屏二級水電站為例,通過物理模型試驗與數(shù)值模擬相結合的方法,對不同形式非常規(guī)洪水下輸沙規(guī)律進行了系統(tǒng)研究,主要研究內(nèi)容與成果如下:（1）構建了一套人工操控的非常規(guī)洪水沖沙試驗模擬系統(tǒng),可形成不對稱的形似鋸齒狀的周期波,并可實時同步測量水深、流速以及推移質(zhì)輸沙率,為非常規(guī)洪水沖沙規(guī)律試驗研究奠定了基礎。（2）進行了非常規(guī)洪水沖沙模擬試驗,證明了非常規(guī)洪水平均輸沙率大于與其平均流量相等的恒定流量洪水輸沙率。研究了對稱非常規(guī)洪水與非對稱非常規(guī)洪水輸沙規(guī)律,結果表明,對于對稱非常規(guī)洪水,平均流量相等條件下,輸沙能力隨著流量變幅的增大而增大;對于非對稱非常規(guī)洪水,平均流量與峰流流量不變條件下,輸沙能力隨基流時長與峰流時長比值的減小而增大。并利用Flow-3D對非常規(guī)洪水沖沙試驗進行了數(shù)值模擬驗證,為后期通過數(shù)值模型進行實際工程泥沙輸移計算提供了理論依據(jù)。（3）基用Flow-3D建立了錦屏二級庫區(qū)長... 

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 水庫排沙研究現(xiàn)狀
        1.2.2 泄流輸沙研究現(xiàn)狀
        1.2.3 泥沙輸移數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究主要內(nèi)容
第2章 非常規(guī)洪水沖沙減淤的試驗模擬系統(tǒng)
    2.1 非常規(guī)洪水沖沙試驗設計
        2.1.1 水槽尺寸設計
        2.1.2 模型沙材料及粒徑
        2.1.3 水流循環(huán)試驗系統(tǒng)設計
        2.1.4 水流調(diào)試系統(tǒng)設計
        2.1.5 試驗步驟
    2.2 試驗系統(tǒng)及其穩(wěn)定性
        2.2.1 流量控制系統(tǒng)
        2.2.2 流量自動測量系統(tǒng)
        2.2.3 水位自動測量系統(tǒng)
        2.2.4 流速自動測量系統(tǒng)
        2.2.5 輸沙率自動測量系統(tǒng)
        2.2.6 系統(tǒng)穩(wěn)定性檢驗
    2.3 本章小結
第3章 非常規(guī)洪水沖沙的試驗結果與數(shù)值模擬驗證
    3.1 恒定流量洪水沖沙試驗
    3.2 非常規(guī)洪水沖沙試驗
        3.2.1 非常規(guī)洪水入流設計
        3.2.2 對稱非常規(guī)洪水沖沙試驗
        3.2.3 非對稱非常規(guī)洪水沖沙試驗
    3.3 非常規(guī)洪水沖沙數(shù)值模擬驗證
        3.3.1 Flow-3D泥沙輸運數(shù)學模型介紹
        3.3.2 試驗水槽數(shù)值模型建立
        3.3.3 試驗水槽水流及沖刷模型的模擬及驗證
        3.3.4 非常規(guī)洪水輸沙數(shù)值模擬結果分析
    3.4 本章小結
第4章 錦屏二級水庫泥沙輸移數(shù)值模擬模型的建立
    4.1 研究對象概況
        4.1.1 工程背景
        4.1.2 泥沙問題及成因
        4.1.3 沖沙實驗資料
    4.2 數(shù)值模型建立
        4.2.1 三維地形建立與網(wǎng)格劃分
        4.2.2 泥沙設置
        4.2.3 邊界條件和初始條件設置
        4.2.4 水流模擬與驗證
        4.2.5 沖刷模擬與驗證
    4.3 水流與沖刷模擬過程分析
        4.3.1 總沖沙量與流量變化關系
        4.3.2 進水口橫斷面泥沙及水流流速變化過程
        4.3.3 不同粒徑泥沙沖刷情況
    4.4 本章小結
第5章 錦屏二級非常規(guī)洪水沖沙優(yōu)化調(diào)控方案研究
    5.1 錦屏二級水庫沖沙過程入流形式優(yōu)化
    5.2 流量變化速度與幅度對輸沙效果研究
        5.2.1 流量變化速度對輸沙效果研究
        5.2.2 流量變化幅度對輸沙效果研究
    5.3 非對稱非常規(guī)洪水下輸沙效果優(yōu)化
    5.4 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文及參加科研情況說明
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于圖像識別的非恒定流卵礫石輸移試驗研究[J]. 楊勝發(fā),曾施雨,胡江,陳陽.  泥沙研究. 2017(04)
[2]淺議水庫排沙清淤與減淤措施[J]. 賈宗月.  江西化工. 2017(03)
[3]Flow-3D在水電站取水口體型優(yōu)化中的應用[J]. 胡俊杰,張建濤,陳緒勛.  中國水運(下半月). 2017(04)
[4]堤防決口下游泥沙沖刷的三維數(shù)值模擬分析[J]. 羅娜,劉成林,陳宇豪.  南昌大學學報(工科版). 2016(04)
[5]堤防決口水流水力學特性的三維數(shù)值模擬[J]. 李火坤,鄧冰梅,曾秀娟,張利榮,李宜忠.  水利水運工程學報. 2016(06)
[6]沉沙池沖沙過程CFD模擬分析[J]. 李順濤,耿波,向媛,程永光.  水電能源科學. 2016(11)
[7]基于水沙數(shù)值模擬的某水庫典型洪水過程沖淤特性研究[J]. 劉富強,張曉雷,毛羽,陳浩,韓力球.  華北水利水電大學學報(自然科學版). 2016(05)
[8]水庫泥沙淤積與整治探析[J]. 劉忠良.  水科學與工程技術. 2016(04)
[9]丁壩群附近流場及局部沖刷的三維數(shù)值模擬[J]. 楊蘭,李國棟,李奇龍,戚曉明,白夏.  水動力學研究與進展（A輯）. 2016(03)
[10]基于泥沙沖淤數(shù)值模擬的水庫調(diào)度方案研究[J]. 金文.  水利水電技術. 2016(04)



本文編號：3670533