【摘要】：在河道上修建各種水工建筑物是目前利用水資源的主要方式,但同時(shí)也使得下游河道水流流量減小,造成河道內(nèi)魚(yú)類(lèi)等生物減少,生態(tài)環(huán)境惡化的問(wèn)題。隨著人們生態(tài)文明意識(shí)的增強(qiáng),人們認(rèn)識(shí)到保護(hù)河流生態(tài)環(huán)境的重要性,而保持河道生態(tài)健康必須維持河道中有一定的基本流量,所以研究河流生態(tài)基本流量也成為了當(dāng)前一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題；我國(guó)仍是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),保障灌溉用水對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展有十分重要的意義,所以在規(guī)劃建設(shè)水利工程時(shí),必須考慮到農(nóng)業(yè)灌溉用水。生態(tài)基流兼灌溉放水孔同時(shí)滿足生態(tài)基本流量和農(nóng)業(yè)灌溉用水量,其在保護(hù)了下游生態(tài)環(huán)境和保障了農(nóng)業(yè)用水的同時(shí),也減少了工程量,節(jié)約了造價(jià)。本文基于某生態(tài)保護(hù)工程,采用物理模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬研究生態(tài)基流兼灌溉放水孔的水力特性。本文主要工作如下：1.概述了生態(tài)基流兼灌溉放水孔的研究意義和現(xiàn)狀；總結(jié)常見(jiàn)泄水建筑物的形式和消能方式,介紹了階梯泄水槽的水力特性。2.基于某實(shí)際生態(tài)保護(hù)工程對(duì)生態(tài)基流兼灌溉放水孔進(jìn)行了物理模型試驗(yàn)研究,分析不同工況下生態(tài)基流兼灌溉放水孔的供水能力,測(cè)量相應(yīng)的水力要素值,整理分析得到生態(tài)基流兼灌溉放水孔的沿程水面線、時(shí)均壓強(qiáng)和流速分布情況,并對(duì)消力池的消能效果及階梯摻氣情況進(jìn)行了試驗(yàn)研究。3.針對(duì)生態(tài)基流閘門(mén)和灌溉閘門(mén)全開(kāi)工況下,消力池內(nèi)形成遠(yuǎn)驅(qū)式水躍,消能不充分的問(wèn)題,在消力池中部增加一道消能墻,通過(guò)對(duì)比分析消力池優(yōu)化前后的流態(tài)以及流速、壓強(qiáng)等水力參數(shù),證明方案優(yōu)化起到了明顯效果,不僅提高了消能率,還形成了良好的流態(tài)。4.概要介紹了紊流數(shù)值模擬方法、自由表面模型和數(shù)值模擬基本解法等基本理論。5.運(yùn)用CAD、ICEM和FLUENT建立生態(tài)基流兼灌溉放水孔的三維數(shù)值計(jì)算模型,通過(guò)數(shù)值計(jì)算得到整個(gè)生態(tài)基流兼灌溉放水孔的流場(chǎng)分布,并將數(shù)值模擬的結(jié)果與物理模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果基本一致,證明FLUENT數(shù)值計(jì)算軟件可較好地模擬出生態(tài)基流兼灌溉放水孔的紊流流態(tài),可做為一種研究方法應(yīng)用于實(shí)際工程。6.物理模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬的結(jié)果對(duì)比分析表明,盡管兩者整體數(shù)值吻合度良好,但也存在一定誤差,分析了可能產(chǎn)生誤差的原因。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S277

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2640973