梯级通航枢纽物理模型数学模型一体化试验方法

摘要

本发明梯级通航枢纽物理模型数学模型一体化试验方法，属于航电枢纽试验方法领域，通过物模验证数模，一维数模提供二维数模边界条件等方式对各种研究手段相互耦合，对各个梯级分别并统一地解决航道稳定性问题和解决枢纽安全布置问题。本方法突破了梯级航运枢纽原有的一座枢纽同时建一个物模和一个数模，各个梯级之间各自模拟，没有相互借鉴和验证的缺陷，将数模物模、一维二维、简单复杂、一般特殊各个层次的研究方法和研究对象有机地整合在一起，创造了集约化的研究方法，同时该方法具有很强的操作性。

主权项

梯级通航枢纽物理模型数学模型一体化试验方法，其特征在于：采取以下步骤：a.解决航道稳定性问题；b.解决枢纽安全布置问题；所述的解决航道稳定性问题方案为：(1)对整个研究河段进行一维水沙数学模型模拟；(2)模拟的结果为河段输沙稳定后的距离‑河床高程曲线；(3)所述的距离‑河床高程曲线，为航道的整治工程设计提供依据：将蓄水后最小通航流量工况水面线绘制在距离‑河床高程曲线上，根据各位置水位与计算河床高程，计算通航水深，当通航水深不满足通航保证率要求时，对航道进行疏浚；(4)所述的距离‑河床高程曲线，为枢纽物理模型提供地形条件：将第一级枢纽上游航道高程取为距离‑河床高程曲线疏浚后的最高值，将最末一级枢纽下游航道高程取为疏浚后距离‑高程曲线的最低值，河道中其他位置高程根据1：2000最新实测水下地形图进行设计施工；(5)所述的距离‑河床高程曲线，为各枢纽二维通航水流模拟和局部二维水沙精细模拟提供数模边界条件：在枢纽二维通航水流模拟和二维水沙精细模拟中枢纽上下游边界选取必要条件为一维水沙数值模拟中河床稳定的断面；所述的解决枢纽安全布置问题方案为：将各梯级通航枢纽分为复杂枢纽(新建枢纽)和简单枢纽(已建枢纽)以及引航道布置三个部分；(1)对于复杂枢纽(新建枢纽)采用枢纽整体物理模型试验，在物理模型中对引航道的口门区流速进行精确模拟测量；(2)同时建立复杂枢纽(新建枢纽)的二维通航水流数值模型，由枢纽整体物理模型试验得到的结果，提供对枢纽二维通航水流数值模型的验证；(3)枢纽整体物理模型试验若进行动床试验，则其同时为局部二维水沙精细模拟提供验证。