生态基流兼灌溉放水孔的水力特性研究

发布时间：2020-04-26 02:23

【摘要】：在河道上修建各种水工建筑物是目前利用水资源的主要方式,但同时也使得下游河道水流流量减小,造成河道内鱼类等生物减少,生态环境恶化的问题。随着人们生态文明意识的增强,人们认识到保护河流生态环境的重要性,而保持河道生态健康必须维持河道中有一定的基本流量,所以研究河流生态基本流量也成为了当前一个热点问题；我国仍是一个农业大国,保障灌溉用水对促进农业发展有十分重要的意义,所以在规划建设水利工程时,必须考虑到农业灌溉用水。生态基流兼灌溉放水孔同时满足生态基本流量和农业灌溉用水量,其在保护了下游生态环境和保障了农业用水的同时,也减少了工程量,节约了造价。本文基于某生态保护工程,采用物理模型试验和数值模拟研究生态基流兼灌溉放水孔的水力特性。本文主要工作如下：1.概述了生态基流兼灌溉放水孔的研究意义和现状；总结常见泄水建筑物的形式和消能方式,介绍了阶梯泄水槽的水力特性。2.基于某实际生态保护工程对生态基流兼灌溉放水孔进行了物理模型试验研究,分析不同工况下生态基流兼灌溉放水孔的供水能力,测量相应的水力要素值,整理分析得到生态基流兼灌溉放水孔的沿程水面线、时均压强和流速分布情况,并对消力池的消能效果及阶梯掺气情况进行了试验研究。3.针对生态基流闸门和灌溉闸门全开工况下,消力池内形成远驱式水跃,消能不充分的问题,在消力池中部增加一道消能墙,通过对比分析消力池优化前后的流态以及流速、压强等水力参数,证明方案优化起到了明显效果,不仅提高了消能率,还形成了良好的流态。4.概要介绍了紊流数值模拟方法、自由表面模型和数值模拟基本解法等基本理论。5.运用CAD、ICEM和FLUENT建立生态基流兼灌溉放水孔的三维数值计算模型,通过数值计算得到整个生态基流兼灌溉放水孔的流场分布,并将数值模拟的结果与物理模型试验结果进行对比分析,结果基本一致,证明FLUENT数值计算软件可较好地模拟出生态基流兼灌溉放水孔的紊流流态,可做为一种研究方法应用于实际工程。6.物理模型试验和数值模拟的结果对比分析表明,尽管两者整体数值吻合度良好,但也存在一定误差,分析了可能产生误差的原因。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S277

【参考文献】

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本文编号：2640973