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大型水电站取水口分层取水水温数值模拟

徐茂杰  
【摘要】: 大型深水库具有水温分层现象,电站运行时下泄的低温水势必会改变下游河道的水温环境,给下游河道的生态环境和工农业生产带来一系列不利的影响。随着国家对环保的重视,许多大型水电站开始采用分层取水的措施来减轻电站取水对下游水环境造成的负面影响。因此准确的模拟和预测水库水温分层规律及下泄水温,对分层取水方案的调度运行有一定的指导意义,从而达到控制下泄水温,保护生态环境的目的。 本文采用三维k ?ε模型对糯扎渡水电站分层取水方案的取水口流场和温度场进行了数值模拟,得出以下成果: (1)糯扎渡水电站分层取水方案各工况的下泄水温差别明显,采取分层取水可根据需要尽量提高下泄水温,以满足下游生态环境和生产生活对水温的要求。 (2)叠梁门顶高程与下泄水温具有一定的联系,表现出分层取水的特性。叠梁门方案运行时,其取水范围为叠梁门顶以上20m至叠梁门顶以下4m。无叠梁门时,取水水层范围较大,但主要是底层水体。 (3)基于三维不可压缩流动的N-S方程建立水流水温模型,模型在动量方程中考虑浮力作用,适合于对复杂流态及其有温度分层流动的数值模拟。 (4)本文下泄水温的数值模拟结果得到了模型试验的验证,说明本文模拟结果具有一定的准确性,可用于下泄水温的预测,为叠梁门调度方案提供指导。


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