本文關(guān)鍵詞：寬淺型水域溫排水橫向輸移擴(kuò)散特性研究

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【摘要】：水環(huán)境影響數(shù)值模擬是電廠溫排水環(huán)境影響預(yù)報(bào)評(píng)估的重要手段,亦是未來(lái)主要的發(fā)展趨勢(shì)。橫向混合系數(shù)是表征溫排水摻混稀釋特性的重要參數(shù),是對(duì)橫向擴(kuò)散段環(huán)境水體污染物自?xún)裟芰Φ闹苯臃磻?yīng)。保證模擬水域擴(kuò)散參數(shù)計(jì)算、選取的準(zhǔn)確性直接影響到預(yù)報(bào)結(jié)果的可靠性,對(duì)水域生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、電廠的規(guī)劃及選址工作均具有重要意義。至今尚缺少針對(duì)溫排水工程橫向擴(kuò)散規(guī)律的系統(tǒng)性研究成果,而直接運(yùn)用一般污染物橫向混合系數(shù)計(jì)算方法難以準(zhǔn)確反映溫排水水力、熱力性質(zhì)的特殊性,易出現(xiàn)較大偏差。本文根據(jù)工程水域的普遍水力特性及火/核電廠溫排水工程水力、熱力的基本特性,依托人工控制氣象條件下表面散熱相似水槽試驗(yàn)?zāi)M與數(shù)學(xué)模型擴(kuò)散效應(yīng)驗(yàn)證分析相結(jié)合的手段,探討了寬淺型水域溫排水近岸排放條件下水域?qū)挾�、流速、水深以及溫排水出流浮力特性等要素�?duì)橫向擴(kuò)散規(guī)律的影響。研究工作為寬淺水域溫排水輸移擴(kuò)散特性研究奠定了基礎(chǔ),為溫排水?dāng)?shù)模計(jì)算中擴(kuò)散參數(shù)的計(jì)算、選取提供了技術(shù)支撐。研究成果也為類(lèi)似污染物橫向擴(kuò)散問(wèn)題研究提供了重要的參考依據(jù)。本項(xiàng)研究結(jié)果表明:(1)在本文控制條件下(寬深比范圍55 ≤ S/hi ≤ 150,環(huán)境流量與排水量之比12 ≤Q/qe≤ 52.5)水域?qū)挾茸兓瘜?duì)溫排水橫向輸移擴(kuò)散影響很小。寬度影響強(qiáng)弱與平均流速、環(huán)境水深間存在關(guān)聯(lián)關(guān)系,流速越大、水深越深,寬淺水域?qū)挾雀淖儺a(chǎn)生的影響越小。(2)溫排水橫向混合能力隨平均流速、水深增加而增強(qiáng),相應(yīng)表層溫升分布形態(tài)隨之發(fā)生改變。流速、水深變化對(duì)溫排水垂向溫升分布結(jié)構(gòu)均具有重要影響,流速增加使溫排水垂向溫升分布趨于均化,水深增加誘使溫排水垂向分層效應(yīng)增強(qiáng),熱水向水體表層聚集,驅(qū)使表層擴(kuò)散寬度增大。(3)溫排水溫差二次流作用誘使橫向混合系數(shù)值明顯增大,對(duì)比分析表明,溫排水橫向混合系數(shù)值數(shù)倍于一般中性污染物。這與前人研究成果基本一致。(4)有、無(wú)取水條件下流場(chǎng)、溫度場(chǎng)存在一定差異,但整體分布基本一致。相應(yīng)工況橫向混合系數(shù)值基本相同,據(jù)此認(rèn)為該局部水力因素對(duì)溫排水橫向擴(kuò)散效應(yīng)不構(gòu)成明顯影響。最終,以試驗(yàn)?zāi)M結(jié)果為參照,依托數(shù)值模擬手段擬合得到了相應(yīng)工況橫向混合系數(shù)值,并線性回歸分析得到順直寬淺型水域溫排水橫向混合系數(shù)計(jì)算公式:Ey = 0.1837(U/u*)1.32hu*經(jīng)初步驗(yàn)證該公式的準(zhǔn)確性較好,相應(yīng)的應(yīng)用條件為:寬深比范圍B/h≥ 55,環(huán)境來(lái)流比范圍Q/qe ≥ 12。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)水利水電科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TV137

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本文編號(hào)：1296292