【摘要】：在河道上修建各種水工建筑物是目前利用水資源的主要方式,但同時也使得下游河道水流流量減小,造成河道內(nèi)魚類等生物減少,生態(tài)環(huán)境惡化的問題。隨著人們生態(tài)文明意識的增強(qiáng),人們認(rèn)識到保護(hù)河流生態(tài)環(huán)境的重要性,而保持河道生態(tài)健康必須維持河道中有一定的基本流量,所以研究河流生態(tài)基本流量也成為了當(dāng)前一個熱點(diǎn)問題；我國仍是一個農(nóng)業(yè)大國,保障灌溉用水對促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展有十分重要的意義,所以在規(guī)劃建設(shè)水利工程時,必須考慮到農(nóng)業(yè)灌溉用水。生態(tài)基流兼灌溉放水孔同時滿足生態(tài)基本流量和農(nóng)業(yè)灌溉用水量,其在保護(hù)了下游生態(tài)環(huán)境和保障了農(nóng)業(yè)用水的同時,也減少了工程量,節(jié)約了造價。本文基于某生態(tài)保護(hù)工程,采用物理模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬研究生態(tài)基流兼灌溉放水孔的水力特性。本文主要工作如下：1.概述了生態(tài)基流兼灌溉放水孔的研究意義和現(xiàn)狀；總結(jié)常見泄水建筑物的形式和消能方式,介紹了階梯泄水槽的水力特性。2.基于某實(shí)際生態(tài)保護(hù)工程對生態(tài)基流兼灌溉放水孔進(jìn)行了物理模型試驗(yàn)研究,分析不同工況下生態(tài)基流兼灌溉放水孔的供水能力,測量相應(yīng)的水力要素值,整理分析得到生態(tài)基流兼灌溉放水孔的沿程水面線、時均壓強(qiáng)和流速分布情況,并對消力池的消能效果及階梯摻氣情況進(jìn)行了試驗(yàn)研究。3.針對生態(tài)基流閘門和灌溉閘門全開工況下,消力池內(nèi)形成遠(yuǎn)驅(qū)式水躍,消能不充分的問題,在消力池中部增加一道消能墻,通過對比分析消力池優(yōu)化前后的流態(tài)以及流速、壓強(qiáng)等水力參數(shù),證明方案優(yōu)化起到了明顯效果,不僅提高了消能率,還形成了良好的流態(tài)。4.概要介紹了紊流數(shù)值模擬方法、自由表面模型和數(shù)值模擬基本解法等基本理論。5.運(yùn)用CAD、ICEM和FLUENT建立生態(tài)基流兼灌溉放水孔的三維數(shù)值計算模型,通過數(shù)值計算得到整個生態(tài)基流兼灌溉放水孔的流場分布,并將數(shù)值模擬的結(jié)果與物理模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析,結(jié)果基本一致,證明FLUENT數(shù)值計算軟件可較好地模擬出生態(tài)基流兼灌溉放水孔的紊流流態(tài),可做為一種研究方法應(yīng)用于實(shí)際工程。6.物理模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬的結(jié)果對比分析表明,盡管兩者整體數(shù)值吻合度良好,但也存在一定誤差,分析了可能產(chǎn)生誤差的原因。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S277

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張峰;劉韓生;;臺階式溢洪道消能特性的研究[J];水利與建筑工程學(xué)報;2012年04期

2 潘扎榮;阮曉紅;周金金;單楠;;河道生態(tài)需水量研究進(jìn)展[J];水資源與水工程學(xué)報;2011年04期

3 徐嘯;張志昌;;臺階式溢洪道水力特性計算方法分析[J];西安理工大學(xué)學(xué)報;2011年02期

4 尤鳳龍;劉亞坤;倪漢根;;底流消能中溢流壩體型對消力池的影響[J];水利與建筑工程學(xué)報;2011年03期

5 張帝;劉亞坤;倪漢根;;高壩二級挑流的挑距與沖坑[J];中國水運(yùn)(下半月);2010年07期

6 楊紀(jì)偉;胥戰(zhàn)海;李書芳;滕麗娟;;基于FLUENT的明渠紊流邊界層數(shù)值模擬[J];人民黃河;2009年01期

7 孫艷玲;翟彥波;;水庫溢洪道設(shè)計研究[J];黑龍江水利科技;2007年06期

8 秦蓓蕾;;論水資源的可持續(xù)開發(fā)利用[J];水利科技與經(jīng)濟(jì);2006年02期

9 吳保生,陳紅剛,馬吉明;美國基西米河生態(tài)修復(fù)工程的經(jīng)驗(yàn)[J];水利學(xué)報;2005年04期

10 張志昌,曾東洋,劉亞菲;臺階式溢洪道滑行水流水面線和消能效果的試驗(yàn)研究[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報;2005年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 姜利杰;階梯水流的水力與繞流特性[D];浙江大學(xué);2014年

2 田嘉寧;臺階式泄水建筑物水力特性試驗(yàn)研究[D];西安理工大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張巖;洞式溢洪道的水力特性試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究[D];大連理工大學(xué);2015年

2 施小金;小灣河水庫臺階溢洪道泄流三維數(shù)值模擬[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2014年

3 葛文浩;基于大渦模擬的泄水建筑物體型研究[D];天津大學(xué);2012年

4 隋斌;城市河道壩體修建對河道水流特性影響的試驗(yàn)研究[D];河北工程大學(xué);2012年

5 廖琦琛;水利水電工程生態(tài)環(huán)境流量計算方法研究及其應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2012年

6 邵磊;同流環(huán)境中多孔熱水紊動浮射流特性數(shù)值模擬研究[D];西安理工大學(xué);2008年

7 楊濤;渭河寶雞市區(qū)段生態(tài)基流及調(diào)控初步研究[D];西安理工大學(xué);2008年

8 駢迎春;臺階式溢洪道強(qiáng)迫摻氣水流水力特性的試驗(yàn)研究[D];西安理工大學(xué);2007年

9 艾海峰;三維水流數(shù)值模擬及其在水利工程中的應(yīng)用[D];天津大學(xué);2006年

10 苗寶廣;摻氣減蝕設(shè)施水力特性研究[D];四川大學(xué);2005年

，

本文編號：2640973