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三峡库区二维泥沙冲淤计算可视化研究

发布时间:2020-07-17 18:10
【摘要】:三峡水库是世界上最大的水利工程,它的长期稳定运行对两岸经济发展以及社会的和谐起着巨大的作用。十二五以来国家大力发展长江黄金水道,更是为长江航运带来前所未有的机遇。然而三峡水库自运行蓄水以来库区泥沙淤积,库容减少、洪水位抬高,影响船舶航行及沿线港口码头。为此必须对水库冲淤进行计算。在水利工程中,数值模拟是研究水流泥沙运动重要的手段之一,但数学模型也有表达不直观,数据处理繁杂等缺点,如何以开放、友好的界面,生动逼真的演示效果展示数值模拟成果将是数模计算的重要研究方向。科学计算可视化可以很好的解决这些问题。本文利用Fortran和VB的混合编程研发三峡库区泥沙冲淤计算可视化集成系统并对数学模型后处理进行了相关研究,主要研究内容和取得成果如下:(1)收集三峡库区蓄水以来的入库水沙资料淤积对三峡库区泥沙淤积特性和淤积分布进行分析。(2)介绍了平面二维水流泥沙数学模型的计算原理并进行求解,并结合实际工程对所建的数学模型进行了验证。(3)利用VB和Fortran的混合编程技术突破了不同程序语言、不同应用软件之间通讯和接口问题。研发出了三峡库区泥沙淤积计算的具有Windows风格的菜单、工具栏,操作简单,界面友好、可视化程度高的集成系统。实现了三峡库区淤积计算前期的计算可视化,后期不同繁杂数据的可视化显示,有一定意义。(4)用研发出的平面二维泥沙冲淤计算可视化系统画出三峡库区水面线,深泓线、横断面等,以及典型河道黄花城河道的淤积分布、流场图。
【学位授予单位】:重庆交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TV145
【图文】:

示意图,三峡水库,库区,示意图


1.1 研究背景及意义三峡工程受世人瞩目,是世界上最大和功能最多的水利枢纽工程,是长江防洪的关键性工程。三峡工程水库全长 673.5km,平均宽度 1.1km,水库面积 1084km2;正常蓄水位 175m,汛期防洪限制水位 145m,枯水期消落水位 155m,相应的总库容、防洪库容和兴利库容分别为 393 亿 m3、221.5m3和 165 亿 m3 [1]。自 2003 年 6 月,由于三峡水库调度,一方面促进三峡库区航道条件改善及三峡库区的快速发展,在推动国家经济建设方面发挥了重大作用[2];但在另一方面,三峡水库造成了库区泥沙淤积,这将降低水库有效库容,抬高洪水位,影响船舶航行及沿线港口码头、取水口等设施的正常运用[3]。这些问题与国民经济的关系极大,为此必须对水库冲淤进行计算。随着我国水利水电建设的全面发展,这项工作显得日益重要,在许多情况下,往往成为决定水利水电工程技术指标的关键[4]也正因为如此,水库泥沙问题一直引起广泛的关注。三峡大坝建成后,由于回水区域太长,回水长度至重庆江津约 700km 如下图 1-1 所示,工程太过庞大,面临严重的泥沙淤积问题。而且由于长江流域的雨量十分充沛,累积下来的流域年产沙量达到惊人的 5.3 亿吨[5]。三峡一旦产生淤

主界面


重庆交通大学硕士毕业论文系统;聂万胜等[34]利用 Matlab 提供的接口函数实现 Fortran 程序的计算化。近年来,国外出现了以水流、泥沙、水质等为模拟对象的集成软件。比有荷兰的 Deltf3D[35]、丹麦的 DHI 系列软件、美国的 SMS[36]、加拿COAST、英国的 Wallingford[37]等。Deltf3D 是荷兰水工研究所推出的模可以模拟水动力、波浪、泥沙输移、地形演变、水质颗粒追踪、生态等如下图 1-2 所示。另外还有一些优秀的 EFN 软件,如 ANSYS、STANET、CFX 等,提供了较好的模拟环境,此处不再详细介绍。国外在系面的研究起步较早,已形成比较完善的商业软件,并得到了推广应用在国内的使用情况来看,各软件的应用范围主要还是集中在水质、风暴。

坝前水位,调度过程


1峡调度6沿江两岸.2 三峡水2003 年 6峡水库的运调度过程见(1)135度方式运行(2)1446m 方式蓄水峰峦起伏,水库蓄水进月三峡水运行调度方式见图 2-1、图-139m 蓄水行(汛后枯水4-156m 蓄水水运行(汛第二章 三岸壁陡峭进程库开始正式式,将蓄水图 2-2):水:2003 年水期坝前水水:2006 年汛后枯水期坝三峡水库及淤积峭,河谷深切式蓄水,至进程分为 36 月~200水位 139m,9 月~20坝前水位 15积基础资料切。2014 年 6个阶段(06 年 9 月期汛期坝前水08 年 9 月期56m,汛期月历时 112003 年至期间,水库水位 135m)期间,三峡期坝前水位年。根据期2012 年坝前库按 135~1);峡水库按 14144m);期前4

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本文编号:2759760

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