三峡枢纽下游引航道水力波动叠加效应研究
2020-10-24安建峰
水利水运工程学报 2020年5期
程 龙,李 云,安建峰
(1.南京水利科学研究院 通航建筑物建设技术交通行业重点实验室,江苏 南京 210029;2.河海大学 水利水电学院,江苏 南京 210098)
水利枢纽运行过程中因流量变化引起的河道和引航道中的水位波动属于典型的河渠非恒定流现象[1]。三峡枢纽兼具防洪、发电及航运等功能,建有升船机、船闸等通航建筑物。为满足防洪、发电需求,枢纽在运行过程中切换运行工况,下泄流量变幅和变率较大,从而引起河道、引航道中波流运动[2-3]。引航道内的波流运动易导致升船机承船厢附近水面波动较大,水位变化速率较快,不仅会降低升船机运行效率,而且会对船舶的安全航行、升船机承船厢对接以及承船厢误载水深控制等产生不利影响[4-5],直接关系到升船机的运行安全性和通过能力,对其展开深入细致研究意义重大。
枢纽非恒定流水力波动的相关研究发展迅速。针对三峡枢纽下游引航道非恒定流的研究,主要有原型观测、模型试验和数值模拟等方法[1,6-7]。对于河势复杂的天然河道中重力长波运动的模拟,通常情况下一维非恒定流计算模型已能满足计算精度和效率要求。其中,基于显式格式的特征线数值算法和基于偏心差分格式的Preissmann 四点隐式差分算法在计算模拟中应用最为广泛。
本文针对三峡枢纽下游引航道水力波动问题,考虑葛洲坝枢纽的反调节作用,重点研究三峡枢纽下游引航道水力波动叠加规律以及水力要素对波动特性的影响。……
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