论文题目: 水库水动力学特性及污染物运动研究与应用
论文类型: 博士论文
论文专业: 水力学及河流动力学
作者: 李志勤
导师: 李嘉
关键词: 水库,水动力学特性分区,污染物运动,污染物下泄,模拟分析与应用
文献来源: 四川大学
发表年度: 2005
论文摘要: 水库是一种多功能水利工程,除了具有发电、调洪、环境保护等功能之外,一般还兼作附近及下游的工农业用水与生活用水的水源地。研究水库中污染物运动规律,对于加强水库水质管理,保护环境,保护人民生命财产和保持社会稳定具有重要意义。水库中污染物运动与水库水动力学特性密切相关,研究水库中污染物运动规律必须详细了解水库水动力学特性。本文为开发实际水库突发性污染事故预警系统,在总结前人对水库研究成果的基础上,对水库水动力学特性、库区污染物运动规律及水库运行方式对水库水动力学特性和污染物运动影响进行了系统研究与分析,并将研究成果在紫坪铺水库中加以应用。主要研究内容及成果有: (1) 通过对一系列概化水库水动力学特性的模拟与分析,针对水库特有的水流特性提出了以纵向流速分布为主要考虑因素的水库水动力学分区,从纵向将水库分为:入流近区、充分发展的流动区和出流近区三个区域。 (2) 研究了水库横向收缩系数、坝前水体宽深比和库底坡度三种几何形状因素对水库不同水动力学区域分布的影响。其他条件一定,水库入流近区纵向分布范围随坝前水体宽深比、横向收缩系数和水库底坡增大而增大。坝前水体宽深比和横向收缩系数对出流近区分布范围影响很小。出流近区分布范围是坝前水体惯性、出流影响和大坝阻挡共同作用的结果。水库底坡对出流近区分布的影响还与水库的下泄流量有关,水库下泄流量不同,底坡变化对出流近区分布范围的影响趋势不同。
论文目录:
摘要
Abstract
目录
1 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 紊流模型及其在环境水力学中的应用和发展
1.3 水库水流特性及污染物运动研究现状
1.4 论文研究的主要内容及研究路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究路线
1.5 小结
2 紊流模型及实验验证
2.1 k-ε紊流模型及数值计算
2.1.1 模型基本方程组
2.1.2 数值计算
2.2 实验装置和实验工况
2.1.1 实验装置和仪器
2.1.1 实验工况
2.2 模型验证
2.3 本章小结
3 水库水动力学特性研究
3.1 概化水库水动力学特性的数值模拟与分析
3.1.1 模拟工况介绍
3.1.2 概化水库水动力学特性模拟
3.1.3 概化水库模拟结果分析
3.2 几何形状对水库水动力学分区影响分析
3.2.1 横向收缩系数对水库水动力学分区影响
3.2.2 坝前水体宽深比对水库水动力学分区影响
3.2.3 水库底坡对水库水动力学分区影响
3.3 运行方式对水库水动力学分区影响分析
3.3.1 运行流量对库区水动力学分区的影响
3.3.2 出水口垂向位置对库区水动力学分区的影响
3.4 库区流速分布研究及应用
3.4.1 流速分布研究回顾
3.4.2 水库流速分布特点
3.4.3 水库流速分布流量插值方法的提出与应用
3.5 本章小结
4 污染物三维运动模型及数值求解
4.1 污染物运动控制方程与数值计算方法
4.1.1 控制微分方程
4.1.2 数值计算方法和离散方程的推导
4.1.3 边界处理与方程组求解
4.2 浓度计算程序
4.2.1 程序结构
4.2.2 污染物运动模型及程序验证
4.3 本章小结
5 库区污染物运动及水库运行情况对污染物运动影响分析
5.1 水库不同水动力学区域内污染物运动研究
5.2 运行流量对库区污染物运动影响研究
5.2.1 运行流量对入流近区污染物运动影响
5.2.2 运行流量对充分发展的流动区污染物运动影响
5.2.3 运行流量对出流近区污染物运动影响
5.3 运行情况对污染物下泄影响分析
5.3.1 运行流量对污染物下泄影响分析
5.3.2 出水口垂向位置对污染物下泄影响分析
5.4 小结
6 库区水动力学特性及污染物运动分析在紫坪铺水库预警系统中的应用
6.1 紫坪铺水库水动力学特性分析
6.2 紫坪铺水库污染物运动模拟与分析
6.3 紫坪铺水库应急运行建议
6.4 紫坪铺水库三维水质预警子系统简介
6.5 小结
7 结束语
7.1 研究成果
7.2 论文创新
7.3 研究展望
参考文献
作者在读期间科研成果
声明
致谢
发布时间: 2005-10-08
参考文献
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