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《南水北调中线干渠桥墩壅水计算公式的选择_郭晓晨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第7卷第6期南水北调与水利科技Vol.7No.62009年12月South-to-NorthWaterTransfersandWaterScience&TechnologyDec.2009doi:10.3969/j.issn.1672-1683.2009.06.026南水北调中线干渠桥墩壅水计算公式的选择郭晓晨,陈文学,穆祥鹏,吴一红,刘之平(中国水利水电科学研究院水力学研究所,北京100038)摘要:南水北调中线工程沿线布置数百座桥梁,桥墩壅水对渠道的过流能力和渠道的水面线具有一定的影响,因此,准确计算桥墩壅水对于水面线的计算和输水渠道的设计具有十分重要的作用
2、。以典型的圆柱型桥墩为研究对象,采用VOF方法对桥墩周围的紊流场进行了数值模拟,并计算了给定水深、流量和桥墩阻水比等条件下桥墩的壅水大小,通过与一维经验公式计算结果的对比,建议选择无坎宽顶堰公式作为桥墩壅水计算公式。最后,在南水北调中线干线一维数值仿真平台上分析了所有桥梁的壅水效应对渠首水位的影响。关键词:桥墩;壅水;数值模拟;VOF方法中图分类号:TV131.4文献标识码:A文章编号:1672-1683(2009)06-0108-05FormulaSelectiononBackwaterEffectsofBridgePiersfortheMiddleRoute
3、ofSouth-to-NorthWaterTransferProjectGUOXiao-chen,CHENWen-xue,MuXiang-peng,WUYi-hong,LIUZhi-ping(ChinaInstituteofwaterResourcesandHydropowerResearch,Beijing100038,China)Abstract:Investigationofhowpiersinfluencechannelobstructionandhydraulicefficiencyisanimportantissue,foritcaninfluenc
4、ethedesignedwaterlevelduringtheperiodofprojectdesignandthewatercapacityduringtheperiodofprojectrunning.Thisresearchfocusedonthecircularpiers,the3Dflowfieldcomputernumericalsimulationwasusedtoanalyzethewaterlevelincreasedbythepiersunderthedifferentwaterdepth,flowrateandratiooftheareao
5、fthesubmergedpartofthepierstothetotalflowarea.Asaresult,theformulaofbroad-crestridge-freeweircanbeappliedtocalculatetheincreasedwaterlevelbythepiers.Atlast,theinfluenceofcumulativewaterheadlossbyallbridgesonwaterlevelofcanalheadwasstudiedthrough1DnumericalsimulationinmiddlerouteofSou
6、th-to-northwatertransferproject.Keywords:rridgepiers;backwatereffects;numericalsimulation;VOF方面已经取得了丰富的研究成果,常用的、有代表性的经验公1前言[3][3][3]式有Yarnell公式、Yarnell修正公式、Henderson公式[4]南水北调中线工程从丹江口水库自流引水到惠南庄泵和无坎宽顶堰公式。这些公式是在不同的情况下计算结果站,总干渠长约1200km,沿线有公路桥736座,铁路桥25相差很大。在4个桥墩壅水高度的计算公式中,Yarnell公式座,排洪槽桥
7、145座。沿线水流基本属于缓流的情况,此时桥是大量室内试验资料的拟合结果,其他公式均是在能量平衡墩引起上游壅水,需要确定沿线桥梁雍水会引起多大的累积的基础上导出的,所有公式仅适用于缓流流态,且通过一定的水头损失,以便在设计阶段确定渠道的设计水位,在运行阶段参数来反映桥墩形状、尺寸等对水位壅高的影响,因而在应用上受到一定的限制。孟庆义等[5]由能量方程导出出壅水计算评估渠道的过流能力。有些专家认为会引起9～10m的水头损失,有些专家认为不能简单地用所有桥的水头损失相加,全公式,通过概化模型试验,重点分析了桥墩形状及阻水比等影[1]线桥梁和排洪渡槽引起的水头损失,在
8、陶岔渠首只有0.44m响
