【摘 要】
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在地形平坦、河道宽阔河段修筑水利枢纽时,施工期一般采用分期导流进行河水分流,以保证实现干地施工的要求。采用分期导流方案时,常由束窄河床、导流明渠等承担导流工作。本文研究的岷江龙溪口枢纽所在河段是典型宽浅式河道,枢纽施工采用分期分段导流,枯期施工时段分别由束窄后的右岸主河道与左岸开挖的导流明渠来主要承担导流任务。由于龙溪口枢纽所处岷江下游航运任务重,牵涉利益大,其枯期导流除了要宣泄设计洪水之外,还要
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在地形平坦、河道宽阔河段修筑水利枢纽时,施工期一般采用分期导流进行河水分流,以保证实现干地施工的要求。采用分期导流方案时,常由束窄河床、导流明渠等承担导流工作。本文研究的岷江龙溪口枢纽所在河段是典型宽浅式河道,枢纽施工采用分期分段导流,枯期施工时段分别由束窄后的右岸主河道与左岸开挖的导流明渠来主要承担导流任务。由于龙溪口枢纽所处岷江下游航运任务重,牵涉利益大,其枯期导流除了要宣泄设计洪水之外,还要求各泄流通道要承担通航任务。因此,枯期束窄河道及导流明渠在完成泄流任务的同时,还要满足河段通航要求。为保证枯期导流明渠顺利宣泄洪水,并尽可能降低施工对日常通航的影响。本文利用物理模型试验,主要对龙溪口枢纽枯期施工影响河段的水流条件进行了研究。根据枯期各时段导流及通航水流条件物理模型试验结果,枯期采用导流明渠泄流通航时,相同流量下,试验河段通航水流条件较天然情况发生明显恶化,并且由于初步设计导流明渠宽度过大,造成后期施工工期压力大。因此,为优化导流明渠宽度,本文又利用平面二维水流数学模型,就明渠束窄度变化对明渠段水流的影响规律进行了研究。通过研究得到,明渠宽度束窄度变化主要对试验河段沿程水面高程、流速及其流态产生明显影响,进一步的物理模型试验表明,明渠束窄度对水流条件的影响与数值分析所得规律一致:(1)沿程水面高程。明渠束窄后,上游段水面壅高,水面高程与明渠束窄度呈正相关;明渠渠身段内水面出现波动,束窄度越大,水位波动也越剧烈;水流流出渠身段后,水面高程又与束窄度呈反相关,束窄度越大水位越低。(2)流速。由于上游河段水位壅高,其流速有减小趋势;明渠段随束窄度增大流速峰值增大,受河型河势及明渠平面布置影响,其进口段流速呈现弯道水流特性,水动力轴线也随束窄度增大而逐渐向左岸移动;下游段水流流速分布均匀、扩散充分,在模型出口附近水流重新归入右岸主河道。(3)流态。横向围堰前均出现不同程度的回流区域,回流范围及回流强度随束窄度变化而变化。束窄度增大,上游回流范围减小、回流强度减弱,下游回流区域范围增大,回流强度增强。最后,以各工况试验河段通航水流条件实测成果及船模试验结果为依据,结合明渠束窄度变化对其水流的影响规律,分析得到右岸导墙左移4孔方案既能缓解后期施工压力,试验河段水流条件又能基本满足通航要求。经比选确定了合理明渠宽度为234m。为了进一步改善明渠段通航水流条件,可通过改变左右岸纵向围堰长度的方式,对导流明渠平面布置进行了优化,并逐步增大了过流边界的弯曲半径。研究表明,导流明渠过流边界弯曲半径增大,能有效减小明渠进口区域横流大小,改善渠内通航水流条件。经进一步比选分析,龙溪口枢纽施工期导流明渠宽度为234m,围堰按工况六布置时,其泄洪、通航条件最优。
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