理论教育 研究泄洪雾化方法

研究泄洪雾化方法

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:泄洪雾化的影响因素众多,研究表明,泄洪雾化与泄流方式、上下游水位差、泄流量、下游地形和气象条件关系最为密切。泄洪雾化的研究方法有三种:原型观测、物理模型试验和数值计算。我国已进行过凤滩、乌江渡、东江、漫湾、李家峡、二滩和湾塘等水电站泄洪雾化的原型观测,取得了十分宝贵的资料,为研究泄洪雾化理论提供了重要条件。目前主要做水工模型试验或风洞试验。因此,需加强对泄洪雾化特征及相关防护技术的研究。

研究泄洪雾化方法

泄洪雾化的影响因素众多,研究表明,泄洪雾化与泄流方式、上下游水位差、泄流量、下游地形和气象条件关系最为密切。泄洪雾化的研究方法有三种:原型观测、物理模型试验和数值计算。

原型观测是认识泄洪雾化的重要手段,也是进行物理模型试验和数值计算的工作基础。泄洪雾化的原型观测是一项繁重的工作,要耗费大量的人力、物力、财力和时间,同时由于现场的复杂性和原型观测受随机因素的影响,要取得精确数据十分不易,许多观测数据往往是一个大概数。尽管如此,原型观测数据仍然是衡量预测方法可靠性的重要依据。我国已进行过凤滩、乌江渡、东江、漫湾、李家峡、二滩和湾塘等水电站泄洪雾化的原型观测,取得了十分宝贵的资料,为研究泄洪雾化理论提供了重要条件。

物理模型试验是原型观测的延伸和补充,避免了原型观测的受时间和其他条件的限制,可以进行重复试验。目前主要做水工模型试验或风洞试验。例如天津大学进行了水舌入水喷溅的模拟试验;南京水利科学研究院曾进行过大比尺的二滩水电站和小湾水电站溅水范围的水工模型试验;原武汉水利电力大学曾进行过三峡工程、隔河岩水电站和漫湾水电站等工程的溅水试验与雾流扩散模型试验,均取得了较好的成果。但在物理模型试验中存在相似准则的问题,其难点在于既要满足重力相似准则,又要满足雾化相似准则,而后者包括水舌表面破碎相似准则、水滴喷溅相似准则和雾流扩散相似准则。

数值计算是建立在原型观测和物理模型试验上的一种理论分析方法,其主要步骤为:①对泄洪雾化的机理和物理过程进行深入的研究,对于泄洪雾化各个阶段的影响因素进行分析、对比;②去掉次要的影响因素,保留主要的影响因素,建立各种假定;③按照物理过程建立一组数学方程;④运用数学方法求解泄洪雾化的物理参数;⑤应用原型观测数据或者物理模型试验数据反馈确定数学模型中的待定系数;⑥应用原型观测数据来验证数学模型的正确性;⑦应用数学模型预测待建或者在建工程泄洪雾化的物理参数(图5.37)。(www.daowen.com)

图5.37 数值计算的主要步骤

随着我国水电事业的发展,尤其是西部开发战略的实施,越来越多高水头、大泄量、高功率的水库建于狭窄河谷之中。为解决消能防冲问题,大差动挑坎、宽尾墩、窄缝式挑坎、挑流水股碰撞等一批新型消能型式得到广泛重视和应用。事实表明,这些消能型式均能获得较好的消能效果,但其缺点之一就是可能造成更严重的雾化问题。因此,需加强对泄洪雾化特征及相关防护技术的研究。

本章试图从泄洪雾化危害的认识、雾化形成过程的研究、雾化影响范围和强度的预测、防护措施设计研究等方面,全面总结我国现有的泄洪雾化相关研究成果,厘清我国泄洪雾化研究发展历程,总结提炼现有研究成果,以增进对已有泄洪雾化工作内容、认识程度的了解,为下一步泄洪雾化相关研究工作的开展提供思路,指明方向,以推进相关研究的进一步开展。

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