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三峡枢纽下游引航道水力波动叠加效应研究

程龙 李云 安建峰

程龙,李云,安建峰. 三峡枢纽下游引航道水力波动叠加效应研究[J]. 水利水运工程学报,2020(5):1-8 doi:  10.12170/20190811001
引用本文: 程龙,李云,安建峰. 三峡枢纽下游引航道水力波动叠加效应研究[J]. 水利水运工程学报,2020(5):1-8 doi:  10.12170/20190811001
(CHENG Long, LI Yun, AN Jianfeng. Study on the superposition effect of hydraulic fluctuation in the lower approach channel of the Three Gorges Project[J]. Hydro-Science and Engineering, 2020(5): 1-8. (in Chinese)) doi:  10.12170/20190811001
Citation: (CHENG Long, LI Yun, AN Jianfeng. Study on the superposition effect of hydraulic fluctuation in the lower approach channel of the Three Gorges Project[J]. Hydro-Science and Engineering, 2020(5): 1-8. (in Chinese)) doi:  10.12170/20190811001

三峡枢纽下游引航道水力波动叠加效应研究

doi: 10.12170/20190811001
基金项目: 三峡后续工作科研项目(SXXTD-2018-8)
详细信息
    作者简介:

    程 龙(1989—),男,山东莒县人,博士研究生,主要从事通航水力学研究。E-mail:chenglong0204@163.com

  • 中图分类号: U642.1

Study on the superposition effect of hydraulic fluctuation in the lower approach channel of the Three Gorges Project

  • 摘要: 为深入探索三峡枢纽运行产生的水力波动在下游引航道内的叠加规律,从明渠非恒定流基本方程出发,建立三峡-葛洲坝两坝间河道及三峡枢纽下游引航道的Preissmann四点隐式差分格式数学模型,研究引航道内波动叠加规律,分析河道基流和初始水位对波动特性的影响,并对葛洲坝枢纽流量不变和敞泄时三峡枢纽下游引航道口门和升船机下闸首的水位波动过程进行了回归分析。研究表明:引航道口门的波动过程主要由两坝间净流量所引起的平均涨水过程和以其为平衡轴的振荡过程叠加而成,升船机下闸首水位波动过程则表现为引航道口门波动过程和引航道内往复波流的叠加,其相对波动幅值的衰减过程基本符合指数规律。回归分析得到的表达式,能有效获得引航道水位波动过程,具有较高的模拟精度。
  • 图  1  研究区域示意

    Figure  1.  Schematic diagram of study area

    图  2  数学模型计算结果与原型观测结果对比

    Figure  2.  Comparison of the results of mathematical model calculation and prototype observation

    图  3  计算工况水位过程线

    Figure  3.  Hydrograph of the calculated working condition

    图  4  不同基流条件下的水位波动

    Figure  4.  Fluctuation of water level under different base flows

    图  5  不同基流条件下水位相对波动幅值变化

    Figure  5.  Changes of relative water level fluctuation amplitude under different base flows

    图  6  不同初始水位条件下水位相对波动幅值变化

    Figure  6.  Changes of relative water level fluctuation amplitude under different initial water levels

    图  7  引航道口门相对水深变化过程回归分析与数值计算结果对比

    Figure  7.  Comparison of results between regression analysis and numerical calculation of changing process of relative depth at approach channel entrance

    图  8  升船机下闸首相对水深变化过程回归分析与数值计算结果对比

    Figure  8.  Comparison of results between regression analysis and numerical calculation of changing process of relative depth at lower head of ship lift

    表  1  不同基流条件下相对波动幅值变化规律

    Table  1.   Change law of relative fluctuation amplitude under different base flow conditions

    工况引航道口门相对波动升船机下闸首相对波动工况引航道口门相对波动升船机下闸首相对波动
    葛洲坝流量不变 ${a_{\rm{e}}}{\rm{ = }}0.04$ ${a_{\rm{l}}}{\rm{ = }}4 \times {10^{{\rm{ - }}6}}{Q_0} + 0.075$ 葛洲坝敞泄 ${a_{\rm{e}}}{\rm{ = }}0.15$ ${a_{\rm{l}}}{\rm{ = }}2 \times {10^{{\rm{ - }}6}}{Q_0} + 0.16$
    ${b_{\rm{e}}}{\rm{ = }} - 2 \times {10^{{\rm{ - 5}}}}{Q_0}$ ${b_{\rm{l}}}{\rm{ = }}6 \times {10^{{\rm{ - }}6}}{Q_0} - 0.41$ ${b_{\rm{e}}}{\rm{ = }} - 3 \times {10^{{\rm{ - 5}}}}{Q_0} - 0.1$ ${b_{\rm{l}}}{\rm{ = }} - 0.35$
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    表  2  不同初始水位条件下相对波动幅值变化规律

    Table  2.   Change law of relative fluctuation amplitude under different initial water levels

    工况引航道口门相对波动升船机下闸首相对波动工况引航道口门相对波动升船机下闸首相对波动
    葛洲坝流量不变 ${a_{\rm{e}}} = 0.04$ ${a_{\rm{l}}} = - 0.01{z_0} + 0.7$ 葛洲坝敞泄 ${a_{\rm{e}}} = 0.15$ ${a_{\rm{l}}} = - 0.03{z_0} + 1.88$
    ${b_{\rm{e} } } = - 0.10$ ${b_{\rm{l}}} = - 0.38$ ${b_{\rm{e}}} = - 0.25$ ${b_{\rm{l}}} = - 0.35$
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-08-11
  • 网络出版日期:  2020-08-27

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