闸坝式水电站下游局部冲刷及水力特性试验研究

发布时间：2017-11-25 00:26

  本文关键词：闸坝式水电站下游局部冲刷及水力特性试验研究

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【摘要】：低水头、大流量的闸坝式水电站下游局部冲刷问题,是影响水电站安全的重要因素。随着枢纽建设不断增速,对于枢纽下游局部冲刷变形相关规律研究变得越来越迫切。预测闸坝式水电站建成后对下游局部冲刷的影响,力求能够准确的预测冲刷坑的形态及冲刷最大深度,可以为冲刷问题的研究和实际工程的应用奠定一定的基础。为准确评价闸坝式水电站下游局部冲刷问题,针对泄水闸结构、下泄水流特点及主河道地质条件制作了巨亭水电站闸坝断面模型,进行电站下游动床试验,并在此基础上用多普勒流速仪采集了冲刷坑上水流的流速数据,对其进行分析。得出的主要成果有:(1)建立巨亭水电站闸坝断面模型,进行了4种粒径多种流量下的冲刷试验,对各个工况下的冲刷过程进行观测,并测量各个工况下的水流流速、最大冲刷坑深度、冲刷坑最深点距离闸底板末端的距离等。(2)分析影响闸坝式水电站局部冲刷的主要影响因素,包括单宽流量、上下游水位差、泥沙粒径,并拟合出局部冲刷坑深度公式和最深点距离闸底板末端距离公式。为了验证公式的适用性,选取了其他4个工程的冲刷资料进行验证,结果表明,计算值与实测值吻合较好。(3)在动床试验的基础上,利用多普勒流速仪分别对3种冲刷坑形态,3种不同流量下的冲刷坑上的水流流速进行测量,每种工况分别采集其5个断面的流速数据。对所采集的流速数据进行后处理,计算其在各种工况下的时均流速、紊动强度、雷诺切应力、紊动能等,并分析各种冲刷坑形态上这些水力特性的分布情况。(4)水力特性的资料表明,各工况下冲刷坑上水流时均流速的垂线分布基本类似,横向和垂向变化不大,纵向沿水深向逐渐增大,到底面时达到最大值。各个断面的紊动强度在横向变化不大,纵向和垂向沿水深先增大后减小,在快靠近底面时值达到最大然后迅速减小,紊动强度值从闸底板末开始沿程逐渐减小。纵向雷诺切应力也是沿水深先增大后减小,沿程分布逐渐减小。紊动能的沿水深分布的总体趋势,是先增大后减小。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV149

【引证文献】

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1 王新雷;泄洪闸下游冲刷过程三维数值模拟研究[D];西北农林科技大学;2016年

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本文编号：1224161