无坝引水工程水流溶解氧与水利特征的模型试验研究

发布时间：2017-05-31 21:06

  本文关键词：无坝引水工程水流溶解氧与水利特征的模型试验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水利工程对于我国社会发展和经济建设有着不可替代的作用,然而水利工程在带给我们诸多效益的同时,不可避免的对原河流各水力特性造成一定影响,我国建设水利工程的原则是综合治理河流同时兼顾生态平衡。本文通过模拟某水工建筑物的取水和冲沙过程。分析了不同流量、进水口弧形闸不同开度对引水渠内溶解氧变化和水力特性影响,为通过水工建筑物运行并结合渠道泥沙冲刷来增加渠道内水流的溶解氧进而有效改善渠道内的水生态环境供了一定参考和依据。研究中,我们主要进行了以下工作:在四种不同弧形闸开度:(开1/4、开1/2、开3/4、全开),四种不同上游来流量(17.4L/s、29L/s、27.2L/s、11.4L/s)下测量渠道内水流特性和溶解氧变化。在三种不同泥沙淤积厚度(0、3.3cm、5cm),4种上游来流量(17.4L/s、29L/s、27.2L/s、11.4L/s)下做冲沙试验,在冲沙过程中分三个监测时间点测量渠内水流特性和溶解氧变化通过试验,得到以下结果:⑴弧形闸开度对渠内水位影响不大,水位呈阶梯状沿程减小的趋势,开度越小阶梯状分布趋势越明显;渠内流速均沿程增大但同断面内流速分布不均匀,弯道左岸流速明显大于右岸。进水口处和引水渠末顺直明渠的水深影响不大,渠内水深分布规律相似,均表现为沿程减小。随着弧形闸门开度增加,渠内溶解氧含量整体呈上升趋势,但溶解氧沿程变化趋势不同。⑵不同上游来流量下,随着上游来流量的增大,进水口处水位抬高,上游来流量越大,闸前壅水现象越明显;随着流量的增大,渠内流速增大且变化幅度增大,枯水期进水口同断面处流速相差较大。枯水期水深变化最不均匀;沿程水深先减小后增大再减小,极大值出现在弯道顶点处。⑶冲沙过程中进水口水位明显抬高,随着淤积厚度的增加,进水口水位较高的区域面积扩大且向下游移动,渠内流速减小,进水口处小流速区域面积扩大,但弧形闸后的小流速区域消失。随着淤积厚度的增加,水深分布变的越来越均匀。淤积厚度较小时,高溶解氧含量区域面积较小;淤积厚度较大时,极大值位置向下游移动。⑷随冲沙时间的增加,渠内水位整体下降,渠首水位明显降低,引水渠内流速整体呈减小趋势,流速的分布逐渐均匀化,渠内溶解氧沿程变化趋势为:先升高再降低,并阶段性出现峰值。
【关键词】：溶解氧 渠道冲沙 水流特性 弧形闸开度 复氧
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV131.6
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 研究背景11-14
• 1.1.1 水利工程对原河流影响因素11-12
• 1.1.2 我国水利工程影响的防治措施12-14
• 1.1.3 我国河道治理的发展新方向14
• 1.2 水工建筑物对水体溶解氧含量变化的影响14-16
• 1.2.1 自由溢流复氧14-15
• 1.2.2 闸下出流复氧15
• 1.2.3 河道坝体开口形式与江心洲对过流溶解氧的影响15
• 1.2.4 闸门启闭对水质浓度的影响15-16
• 1.3 水温和流量对溶解氧复氧效率的影响16-17
• 1.4 冬季试验优势17
• 1.5 本文研究方法17-19
• 1.5.1 技术路线18
• 1.5.2 创新点18-19
• 第2章 模型试验与制作19-30
• 2.1 河工模型试验19-24
• 2.1.1 试验原理19-22
• 2.1.2 模型制作22-24
• 2.2 试验测量仪器24-28
• 2.3 试验内容28-30
• 第3章 某无坝引水渠运行方式对水流特性的影响分析30-55
• 3.1 弧形闸不同开度下渠内沿程断面水流特性分析30-34
• 3.1.1 同流量水位沿程断面分析30-31
• 3.1.2 同流量流速沿程断面分析31-33
• 3.1.3 同流量水深沿程断面分析33-34
• 3.2 不同上游来流量下渠内沿程断面水流特性分析34-39
• 3.2.1 同开度水位沿程断面分析34-36
• 3.2.2 同开度流速沿程断面分析36-37
• 3.2.3 同开度水深沿程断面分析37-39
• 3.3 冲沙过程不同淤积厚度下渠内沿程断面水流特性分析39-43
• 3.3.1 同流量下水位沿程断面分析39-40
• 3.3.2 同流量下流速沿程断面分析40-42
• 3.3.3 同流量下水深沿程断面分析42-43
• 3.4 冲沙过程不同上游来流量下渠内沿程断面水流特性分析43-48
• 3.4.1 同淤积厚度下水位沿程断面分析43-44
• 3.4.2 同淤积厚度下流速沿程断面分析44-46
• 3.4.3 同淤积厚度下水深沿程断面分析46-48
• 3.5 冲沙过程中不同冲沙时间段下渠内沿程断面水流特性分析48-51
• 3.5.1 冲沙过程不同阶段内水位沿程断面分析48-49
• 3.5.2 冲沙过程不同阶段内水位沿程断面分析49-50
• 3.5.3 冲沙过程不同阶段内水深沿程断面分析50-51
• 3.6 本章小结51-55
• 第4章 某无坝引水渠运行方式对溶解氧的影响分析55-69
• 4.1 弧形闸不同开度下渠内沿程断面溶解氧含量分析56-57
• 4.2 不同上游来流量下渠内沿程断面溶解氧含量分析57-59
• 4.3 冲沙过程不同淤积厚度下渠内沿程断面溶解氧含量分析59-60
• 4.4 冲沙过程不同上游来流量下渠内沿程断面溶解氧含量分析60-62
• 4.5 冲沙过程中不同冲沙时间段下渠内沿程断面水流特性分析62-64
• 4.6 渠首弧形闸复氧能力的分析计算64-67
• 4.7 本章小结67-69
• 结论69-72
• 展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-77
• 作者简介77
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参加科科研情况77-78

【参考文献】

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本文编号：410621