桃花江核电厂近区温排水三维数值模拟

来源 :第十八届中国海洋(岸)工程学术讨论会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yishumi1
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内陆核电厂温排水对周围环境水体的影响评价是电厂厂址选择及其可行性论证的重要环节.温排水对周围环境水体影响程度、范围与电厂排放方式、环境水体来流条件以及排放口出流条件等密切相关,其中排放口出流条件对排放口近区温排水的掺混、稀释及其均匀性影响至关重要.本文以桃花江核电厂为例,采用基于非结构四面体和六面体混合网格的有限体积法,对Navier-Stokes方程和能量方程进行求解,建立了原型河道内温排水出流的温度和水流场三维数学模型.该模型考虑到浮力驱动效应,在温差较小的条件下引入Boussinesq假定,给出自然对流条件下水体的热导率和热膨胀系数等参数.将数值模拟结果与物理模型试验进行了验证,数据吻合较好.结果表明:该数学模型守恒性好,且直观地反映了排水口近区水域中热量的输移扩散规律,能实现对实际工程区域温、流场的准确模拟,可为电厂取排水口的设计以及温排水环境影响评价提供科学依据.
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通过对长江下游河口段福姜沙分汊河段水沙特性分析,在把握本河段河床演变规律的基础上,利用实测资料以及以往的数学模型、物理模型试验成果,研究分析了双涧沙头部消能棱体冲刷原因,为工程措施的选择提供技术支撑.
长江潮流界位置是划分河口分段的重要指标,但潮流界位置受不同径流和潮汐影响,变动范围较大.同时潮流界变动段内水动力受径流与潮流势力对比的影响,变化特征复杂并深刻影响河床演变.以断面涨潮量为零作为判定标准,采用长河段数模计算了长江潮流界变动范围及影响因素,研究了潮流界变动段水动力变化特征及其对河床形态的影响.
为充分利用入海河流淡水资源及改善城市水环境,一些地区相继提出建设挡潮闸要求.闸下淤积是挡潮闸可行性论证中的关键问题,由于缺乏下泄水量,给挡潮闸的运行维护带来危害.针对干流和支流建设挡潮闸后闸下淤积实测资料,分析闸下淤积特点和强度.从闸下河道整体淤积看,每公里年平均淤积量在4万~18.6万m3/m3.a;建闸后第1年河床回淤强度最大,普遍淤积约1.1m/a,此后逐渐减小并趋势稳定.
江苏沿海地区入海河道基本建有挡潮闸,当上游河道需要排涝时,挡潮闸又兼有泄洪闸的作用.物理模型试验的方法常用于研究解决闸下泥沙淤积问题,但当上游河道分岔且建有多闸时,往往产生河道排涝流量不一致、时间不同步现象.从分析盐东控制四闸泄流情况入手,确定物理模型试验径流施放的方法,为类似研究做参考.
随着人类活动对长江口北支的影响逐渐增强,北支的淤积萎缩及咸潮和泥沙倒灌给长江口及北支沿岸地区的经济社会发展造成严重影响.因此,相关规划部门正在考虑在北支建设挡潮闸来调控北支水、沙、盐运动以维持北支发展.采用数学模型对建闸前后水、沙动力进行计算,根据挡沙减淤的原则对闸门不同净宽方案进行比选研究,提出北支建闸闸门净宽最优方案.结果表明,闸门净宽3000m建闸方案闸门常开对长江口北支水动力影响小,闸孔附
通过流速分布简化计算的水流平面分布图方法,利用累计流量法将计算断面划分为等流量的流带,求得断面上各流带宽度及相应流带的平均水深和流速等水力学参数,据此绘制水流平面图,进行防洪评价计算中壅水、冲刷等计算.此方法简便,结果合理,实际应用效果较好.
针对大辽河出海口拦门沙河段东汊道航道淤浅问题,在分析水动力和泥沙特征基础上,建立了平面二维潮流泥沙数学模型.结合大辽河入海口东汊道航道治理经验,利用验证良好的数学模型研究了三个整治方案.研究结果表明:工程实施后对大辽河内水动力影响较小,单纯疏浚航道较难维护,修扩建东西导堤后,航道最大泥沙回淤厚度0.62m/a,整治效果较好.
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