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輸水渡槽水位異常波動原因分析與改善措施研究

2022-05-22 12:11:45屈志剛李政鵬
人民長江 2022年4期

屈志剛 李政鵬

摘要:南水北調(diào)中線工程自2020年開始正式啟動大流量輸水,在此期間部分輸水渡槽進出口流態(tài)紊亂,槽內(nèi)水位異常波動,過流能力降低。以澧河渡槽為研究對象,通過高精度三維水動力學數(shù)值模型模擬復演了澧河渡槽現(xiàn)狀流態(tài)異常現(xiàn)象,探究了渡槽水位異常波動的原因,即由于渡槽出口中墩體型寬平導致水流急劇繞流形成“卡門渦街”現(xiàn)象,墩尾水流出現(xiàn)周期性擺動,并引起兩槽流量的周期性變化,反過來又加重了墩尾水流的擺動,兩者相互激勵形成共振,放大了渡槽水位的異常波動。結合工程實際提出了各種可行的流態(tài)優(yōu)化工程措施,并通過數(shù)模分析對比,得出了最適合澧河渡槽的方案,即:在渡槽進、出中墩上下游修建三角形導流墩導流,從工程性價比、結構穩(wěn)定性等方面綜合考慮,推薦采用“進口長10 m+出口長30 m”的導流墩尺寸方案。相關經(jīng)驗可供類似調(diào)水工程渡槽流態(tài)改善借鑒。

關 鍵 詞:輸水渡槽; 水位異常波動; 卡門渦街; 數(shù)值模擬; 流態(tài)優(yōu)化; 南水北調(diào)中線工程

中圖法分類號: TV131.2

文獻標志碼: A

DOI:10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.04.030

0 引 言

南水北調(diào)中線工程(以下簡稱中線工程)自2014年12月12日建成通水以來,經(jīng)歷了汛期和冰期輸水的考驗,在設計流量下整體運行狀況一直良好,成為沿線24座城市供水的生命線,通過實施生態(tài)補水,成為助力中國生態(tài)文明建設的重要力量。

為加大對河南省、河北省、天津市等地37條河流生態(tài)補水,按照相關管理部門工作安排,2020年4月29日起,中線工程首次以設計加大流量進行輸水,以此全面檢驗中線工程大流量運行狀態(tài)和最大輸水能力。……

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