高壩大庫條件下的泄水建筑物過流往往因劇烈摻氣造成下游水體溶解氣體超飽和,并對(duì)水生生物的生活習(xí)性造成不利影響。論文采用BP網(wǎng)絡(luò)模型、基于機(jī)理分析的計(jì)算方法和數(shù)值模擬三種手段實(shí)現(xiàn)了水利樞紐下游溶解氧飽和度的分析與預(yù)測,可為三峽工程的水環(huán)境管理提供科學(xué)依據(jù)與技術(shù)支持。 論文建立了水質(zhì)評(píng)價(jià)的概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,考慮了污染物濃度和環(huán)境效應(yīng)之間的非線性關(guān)系,并對(duì)三峽工程近壩水域?qū)崪y的水質(zhì)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,水質(zhì)現(xiàn)狀中的氧平衡因子評(píng)價(jià)結(jié)果良好,但實(shí)測數(shù)據(jù)顯示泄水建筑物過流水體中溶解氧增加,下游水體出現(xiàn)溶解氧超飽和問題。 論文通過機(jī)理性分析,提出計(jì)入靜水壓強(qiáng)作用的平衡濃度和平衡參數(shù)作為溶解氣體超飽和的判別準(zhǔn)則,超飽和發(fā)生的直接誘因是水溫氣壓環(huán)境條件的突變和溶解氣體的擴(kuò)散,在實(shí)際工程問題中可采用飽和濃度和平衡濃度相結(jié)合的方法來判斷水體是否發(fā)生溶解氣體超飽和現(xiàn)象。 論文首次建立了水利樞紐下游溶解氧飽和度的BP網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型。根據(jù)機(jī)理性研究及對(duì)實(shí)測數(shù)據(jù)的分析,選定上游溶解氧飽和度、下游水深和流量比值作為網(wǎng)絡(luò)輸入?yún)?shù)。經(jīng)過訓(xùn)練和驗(yàn)證后,該BP網(wǎng)絡(luò)模型具備較好的預(yù)測性能,可用于預(yù)測三峽工程和哥倫比亞河流域四座水利樞紐特定工況的溶解氧飽和度。 論文進(jìn)一步建立了基于機(jī)理分析的水利樞紐下游溶解氧飽和度計(jì)算方法,通過對(duì)摻氣特性的分析及氣泡分布形式的假定,簡便有效地實(shí)現(xiàn)了飽和度的預(yù)測。運(yùn)用該方法對(duì)典型庫水位下三峽大壩下游水體溶解氧飽和度進(jìn)行的預(yù)測計(jì)算表明,溶解氧飽和度最大值出現(xiàn)在泄水建筑物下游、電站和泄水建筑物過流水體未摻混的區(qū)域,發(fā)生百年一遇以下洪水時(shí),大壩下游約12km處黃陵廟斷面的溶解氧飽和度一般不超過140%,水面下約4m范圍內(nèi)的水體出現(xiàn)超飽和現(xiàn)象,發(fā)生百年一遇以上大洪水時(shí),出現(xiàn)超飽和現(xiàn)象的水深范圍更大。 論文采用數(shù)值手段模擬了175m庫水位下三峽深孔泄流工況流場及溶解氧飽和度分布,在溶解氧源項(xiàng)的計(jì)算中引入了平衡濃度以反映水深對(duì)氣體溶解的作用。模擬結(jié)果既可與機(jī)理分析預(yù)測計(jì)算結(jié)果相互驗(yàn)證,也揭示了溶解氧飽和度沿程和垂向分布特性。
【學(xué)位單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：X824
【部分圖文】：

舉世矚目[1]。三峽水利樞紐位于長江三峽之一的西陵峽中段的游已經(jīng)建成的葛洲壩水利樞紐約40km，壩址控制流域面積約100均徑流量 4510 億 m3。三峽水庫正常蓄水位 175m，汛期防洪限枯季消落最低水位 155m。三峽水利樞紐布置如圖 1.1 所示。

圖 2.1 三峽工程近壩水域監(jiān)測斷面示意圖每個(gè)監(jiān)測斷面設(shè)置左、中、右三條垂線，每個(gè)測站垂向設(shè)置上、中、下三個(gè)采樣點(diǎn)。觀測時(shí)段為 2002 年 1 月-2008 年 9 月。原則上每月進(jìn)行一次實(shí)測，在特定蓄水期每月增加一次實(shí)測。針對(duì)典型洪水過程線進(jìn)行一定的水文水質(zhì)同

圖 5.1 溢洪道下游無床底約束時(shí)氣泡分布形式示意圖較淺、氣泡的入水深度受到河床床底限制時(shí)，H假設(shè)[61]，認(rèn)為氣泡由床底開始向水面擴(kuò)散，呈三角形氣泡實(shí)際入水的最大深度為下游水深TW ，氣泡有
【引證文獻(xiàn)】

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1 朱才榮;魯鋒;;高壩泄流總?cè)芙鈿怏w過飽和問題研究現(xiàn)狀[J];四川水利;2018年02期

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1 許鑫鑫;水墊塘水流結(jié)構(gòu)相互作用下氣體遷移擴(kuò)散特性研究[D];昆明理工大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2837833