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电站清水下泄对下游港区水位影响数值模拟研究
| 论文题名： | 电站清水下泄对下游港区水位影响数值模拟研究 |
| 关键词： | 下游港区;停泊水位;水流水力特性;数值模拟;水电站;清水下泄现象 |
| 摘要： | 水利工程建成后可大幅改善库区航道尺度、通航条件以及增加和调节下游枯水流量等。但是，水利枢纽工程建成后，大坝拦截了上游输入的大量水体和泥沙，改变了河流天然的来水来沙过程，打破了河床自然的平衡型态，导致河床发生新的冲淤变形，直至达到新的冲淤平衡。此外，水电站调峰运行产生的非恒定流，将引发下游航道中水位和流速的瞬间变化，对船舶通航条件带来较大影响。水库运行中下泄的清水因挟沙能力增强，将加快下游河槽的冲刷，使河床下切、水位降低，产生航道水深不足等问题，对下游的航道尺度、沿江港口码头及水工建筑物的正常运行带来影响。因此研究电站清水下泄给下游港区停泊水位带来的影响十分必要。 本文结合“橄榄坝电站清水下泄对曼厅大沙坝航道稳定影响研究”项目，在平面二维水流泥沙数学模型的理论和方法基础上进行实际应用，主要工作和成果如下: ①依据收集的原型资料，设计和制作变态动床物理模型，通过所建物理模型进行水流流态、水位及河床冲淤测量。为数学模型的验证奠定基础。 ②建立曼厅的二维水沙数学模型，根据模拟成果与物理模型试验结果比较分析，结果表明模拟计算值与实测值吻合较好，说明建立的模型与数值模拟方法的有效性和正确性，可用于实际河道的水流和泥沙的冲淤变化的研究分析，且能够保证计算的精度和可靠性。 ③以两种不同的电站下泄流量过程为计算工况，对电站下游港区内的水流水力特性进行分析研究。通过分析年际流速大小及年流速差值得到港区内流速的变化趋势;通过电站下泄的年过程流量分析港区内水位日变幅，通过橄榄坝水库设计的下泄水流分析港区内水位小时变幅，得到满足船舶安全停泊的结论。 ④通过计算港区水位下降量及下游河床平均下切量，得到平均河床下切量与时间的关系式:△h河床=ln(0.077△t+0.988);河床下切与港区水位的之间的关系式:△h水位=0.8662△h河床;对满足港区特征水位的流量进行研究，得到最小流量变化与时间的关系式:Q=121.36 ln(x+4.33)+379.77，，为电站运行的流量调节提供了理论参考。 |
| 作者： | 吴纪红 |
| 专业： | 水利工程;港口海岸及近海工程 |
| 导师： | 陈明栋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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