基于温度示踪方法的大坝下游河床潜流带温度场研究

发布时间：2025-01-14 04:20

　　大坝建成后,坝前水位抬高,下泄水温与原河道水温相差明显,致使原河床潜流带内温度场发生变化,对该区域内的生态健康、物质与能量交换有较大的影响,因此,研究水温T、流速V、水位H、河床渗透系数k和沙坡高度h对大坝下游河床潜流带温度场的影响规律有重要意义。本文利用CFD-Fluent及COMSOL Multiphysics软件,基于雷诺平均方程(N-S方程)、k～ω湍流模型、Darcy方程及热传导方程,构建大坝下游河床地表水-地下水耦合模型;通过Morris全局灵敏度分析方法探讨单因素影响及多因素影响下大坝下游河床潜流带温度场变化情况。本文的研究内容和结论如下:(1)基于构建的二维地表水-地下水耦合模型,由单一影响因素分析可知,迎水面大约1/2处出现压力峰值,沙坡波峰出现压力波谷值,背水面为负压区;靠近河床表面深度大约0.1～0.2m区域内受河水温度影响较为明显,监测点(2.75,-0.1)、(2.75,-0.2)在模拟24h完成时刻前温度均已达到稳定状态;并且在沙坡下部会出现一个半圆的低温区域,同时随着河床潜流带在垂直方向上的深度加大,水温对其影响逐渐减弱。(2)由Morris全局灵敏度分析可...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1潜流带示意图

前叶水电发展必将进入黄金时期，在近二、三十年内，我国将成为世国[3-4]。为保证人们生命财产安全、提高生活质量和促进社会经济发，对大坝上、下游河流水位、流速及水温都有很大的影响。从总体来河流水位、流速及水温发生变化，从而对河流潜流带内的生态健康有流带是颗粒和溶质交换、新陈代谢和物....

图2-1多孔介质渗流单元体示意图

图2-1多孔介质渗流单元体示意图Fig.2-1Schematicdiagramofporousmediainporousmedia心M(x,y,z)处的质量渗流速度在各坐标轴上的分量分别为下水密度。dt时间内，通过垂直于x方向上的单元体表....

图2-2多孔介质热量运移单元示意图

图2-2多孔介质热量运移单元示意图Fig2-2Schematicdiagramofheattransferunitofporousmedium.水热对流作用作用，在dt时间内，沿x轴方向流入和流出单元体的热量差为：12,,,,fw....

图3-6初始条件下研究区域x=2.0～3.5m压力分布云图

由于只改变河水温度并不会使河床表面压力分布出现变化，因此河床表面压力为初始水力边界条件下（即流速v=0.14m/s，水深H=0.1mm，沙坡高度h=0.05m）所计算得出的压力。由图3-6(a)压力分布云图可知，在迎水面大约1/2处出现压力峰值，压力最大值大约为4.73Pa....

本文编号：4026400