多级橡胶坝联合调度泄流特性研究

发布时间：2017-04-23 23:09

  本文关键词：多级橡胶坝联合调度泄流特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：自橡胶坝1957年诞生以来，因其造价低、施工工期短等优点，使得橡胶坝在各地区得到了广泛的应用。在城市河道中修建橡胶坝美化城市的水上景观，补给城市地下水，改善小范围的区域气候。但是随着在穿城而过的河道中建造的橡胶坝数量增多，其蓄水量增大，到汛期时橡胶坝塌坝泄洪，如果调度不当，可能会造成“人为洪峰”现象，对下游城区的安全造成严重威胁。基于此问题，需要对橡胶坝的联合塌坝泄流进行研究，掌握其泄流规律，，制定出合理安全的塌坝方案。本论文的主要研究内容和成果如下： （1）用堰流的基本公式计算橡胶坝的塌坝泄流过程，公式中涉及到的各参数由水力学知识确定，塌坝过程采用逐时段演算法，用VB语言编制程序对其进行计算。分析计算结果，发现橡胶坝随坝高塌落其泄流量先增大后减小，影响橡胶坝泄流的因素有塌落时间、挡水高度、河道比降等。塌坝时间越短，坝高越大，橡胶坝的最大泄流量值越大，且越早达到最大。 （2）采用逆序逐级向上塌坝的方法来实现梯级橡胶坝的塌坝，用水量平衡法来计算梯级橡胶坝的塌坝泄流。用VB语言所编制的程序来对多组方案分别进行计算，分析其计算结果，找出梯级橡胶坝的塌坝泄流规律：下游橡胶坝泄流过程线是一个多峰曲线，最上游的橡胶坝泄流过程线是一个单峰曲线；同时塌坝时，最下游的橡胶坝最大泄流量值最大；当橡胶坝塌坝滞后时间越长，对下一级橡胶坝的泄流影响越小；当不同方案中橡胶坝塌坝滞后时间相同，自身塌坝时间不同时，各级橡胶坝的自身塌坝时间越长（塌落速度慢）的方案，其各级橡胶坝的最大泄流量值越小。反之亦然。 （3）建立模型对梯级橡胶坝的塌坝方案优化，该模型以橡胶坝塌坝时间和相邻橡胶坝塌坝间隔时间为控制变量，总塌坝时间最少为目标函数，其约束条件包括时间约束条件和流量约束条件。求解该模型即可得到最优方案。 （4）以汾河的橡胶坝一期工程为实例，制定多组塌坝方案对这4级橡胶坝的塌坝泄流进行计算，最后找出满足4个约束条件和目标函数的最优调度方案。
【关键词】：橡胶坝 塌坝 最大泄流量 泄流过程
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV644
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 橡胶坝研究背景及意义10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 课题研究意义11-12
• 1.2 橡胶坝在国外的发展概况和研究现状12-13
• 1.2.1 国外发展概况12
• 1.2.2 国外研究现状12-13
• 1.3 橡胶坝在国内的发展概况和研究现状13-15
• 1.3.1 国内发展概况13-14
• 1.3.2 国内研究现状14-15
• 1.4 本论文的主要工作15-17
• 第二章 单级橡胶坝塌坝泄流计算17-31
• 2.1 橡胶坝过流能力计算基本公式17-23
• 2.1.1 过流计算基本公式17-18
• 2.1.2 公式中各参数的确定18-23
• 2.2 单级橡胶坝塌坝过程计算方法及程序介绍23-24
• 2.2.1 塌坝过程计算方法23
• 2.2.2 塌坝过流计算程序23-24
• 2.3 单级橡胶坝塌坝泄流计算24-26
• 2.4 单坝泄流规律分析26-31
• 第三章 梯级橡胶坝的塌坝泄流计算31-46
• 3.1 梯级橡胶坝的塌坝迎汛方式31-32
• 3.2 梯级橡胶坝塌坝泄流计算方法及其计算程序32-34
• 3.2.1 梯级橡胶坝联合塌坝泄流计算方法32
• 3.2.2 梯级橡胶坝塌坝泄流计算程序介绍32-34
• 3.3 梯级橡胶坝塌坝泄流计算算例34-41
• 3.4 梯级橡胶坝的塌坝泄流规律分析41-46
• 第四章 梯级橡胶坝最优塌坝泄流方案的确定46-48
• 4.1 控制变量46
• 4.2 约束条件46-47
• 4.3 最优梯级橡胶坝塌坝方案47-48
• 第五章 汾河橡胶坝工程的塌坝泄流计算48-59
• 5.1 工程概况48-51
• 5.1.1 汾河流域基本概况48
• 5.1.2 自然条件48-49
• 5.1.3 汾河橡胶坝一期工程的介绍49-51
• 5.2 一期梯级橡胶坝的基本数据及其塌坝方案51-53
• 5.2.1 汾河橡胶坝一期工程的基本数据51
• 5.2.2 汾河橡胶坝一期工程的塌坝方案51-53
• 5.3 一期工程塌坝泄流计算结果53-56
• 5.4 最优方案的确定56-59
• 5.4.1 优化模型的建立56-57
• 5.4.2 模型优化结果分析57-59
• 第六章 结论及展望59-62
• 6.1 结论59-60
• 6.2 展望60-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 攻读学位期间发表的学术论文及参加的工程项目66

【参考文献】

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本文编号：323162