平原河網地區泵閘樞紐流態精細化數值模擬

陸 倩

(1.上海市水利工程設計研究院有限公司，上海 200061； 2.上海市水務局防汛減災工程技術研究中心，上海 200061)

數值模擬、理論分析和模型試驗是推進水力學發展和解決各種工程實際問題的3種主要研究方法[1-2]。隨著計算機技術的不斷進步，數值模擬計算在工程設計中具有較大的優勢和發展空間，然而要使其能夠為工程設計提供短周期、高質量的分析設計依據，則需要數值模擬成果具有實用性、可靠性和準確性。

泵閘下泄水流具有明顯的三維特性，常規的一維和平面二維模型無法精確模擬其復雜的三維流態，隨著工程技術要求的提升，使用三維數值模擬技術研究泵閘流態已逐漸成為主流[3-6]，目前水利工程中常用的三維數值模擬軟件有MIKE3、Delft3D、Fluent和FLOW-3D等，其中MIKE3和Delft3D為準三維模擬軟件，Fluent和FLOW-3D為仿真三維模擬軟件[7]。

平原河網地區河湖密布，交織成網，通常采取分片控制的治水方針，泵閘作為水利分片治理工程的重要組成部分，主要承擔排澇功能，兼顧引水和水資源調度等綜合功能[8-9]。上海市浦東新區是典型的感潮平原河網地區，本文以浦東新區擬建的趙家溝東泵閘工程為研究對象，分別采用準三維MIKE3和仿真三維FLOW-3D兩種三維數值模擬軟件，對樞紐下泄水流流態進行數值模擬，并根據已有的平面二維MIKE21模擬結果和物理模型試驗結果，對兩種軟件三維水動力數值模擬結果的合理性進行分析比較，以期為類似水利工程的設計提供參考。

1 工程概況

擬建的趙家溝東泵閘工程位于上海市浦東新區趙家溝入長江口處，是浦東新區防洪排澇、水資源調度和調節改善內河水質的重要口門之一。……