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弯曲河段枢纽下游引航道通航水流条件研究——潇湘枢纽下引航道通航水流改善方法研究
| 论文题名： | 弯曲河段枢纽下游引航道通航水流条件研究——潇湘枢纽下引航道通航水流改善方法研究 |
| 关键词： | 下游引航道;数学模型;通航水流条件;弯曲河段;挑流墩 |
| 摘要： | 受枢纽建筑物布置、枢纽泄水、弯曲河道边界条件以及弯道水流特征等方面的影响，布置于弯曲河段上的船闸枢纽下引航道在距枢纽泄水段较近时，其口门区附近的水流条件将十分不利。此时，下引航道口门区附近的水流条件不仅受到过水断面突扩产生的斜向流和河道与引航道之间动静水结合产生的回流的影响，还受到弯道中螺旋水流及弯道水流其他特点的影响。下引航道口门区附近出现强度大、范围广的斜向流与回流，通航水流条件较差，影响船舶的安全通航。 当大坝下泄流量较小时，上下游水位差较大且下游河道的水深较小，下泄水流对下游水体的影响较大，受河道边界条件和通航建筑物边界条件的影响，在口门区附近出现斜向流和回流。随下泄流量的增大，下泄水流整体具有的能量也随之增大，流速增大，对下游水体的扰动增强，同时受到边界条件的影响也增强，水流冲击口门区作用明显，口门区附近的水流条件将进一步恶化。流量增大到一定程度时，枢纽闸门敞泄，对于低水头枢纽所在河段则演变为类天然河道状态，而此时，弯道水流特征凸显，口门区通航水流条件依然存在诸多问题。总之，无论流量大小，弯曲河段枢纽船闸下引航道口门区附近通航水流条件均不理想，以至对船舶安全通航造成影响。 为消除下引航道口门区附近不利水流条件对船舶安全航行的影响，通过了解分析其水流条件特点，利用流体力学的原理并结合水流运动规律，提出了将传统的连续导航墙加透空式导航墙的导航建筑物结构同设置在导航墙末端外侧的挑流墩建筑结构相结合的综合整治措施。依托潇湘枢纽数学模型试验和整体物理模型试验进行验证，可知通过采用布设挑流墩的综合整治措施后，调顺了水流流向，将整治措施布置在航道外侧，使得工程对原河道水流的扰动点位于航道范围以外，利用挑流墩的阻挡作用，即能加剧河道内水流的紊动、增强水体的相互碰撞、削弱了水体能量，又能在挑流墩的背水面减小水流速度、形成缓流水域，从根本上消除口门区附近的回流与斜向流，改善了通航水流条件，最大限度地满足了船舶安全通航的要求。 采用挑流墩改善船闸枢纽通航水流条件的方法较为新颖，为提高其适用性，本文通过建立数学概化模型进一步研究了挑流墩和导航墙横向距离大小与引航道口门区范围内断面最大流速的关系。为在应用挑流墩这一措施时，提供了平面位置上合理的选择。 |
| 作者： | 李兴亮 |
| 专业： | 水利工程；水利水电工程 |
| 导师： | 陈野鹰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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