环境影响评价水利水电论文提纲

论文题目：跌坎型底流消能工射流流速衰减规律与坎深确定研究

摘要：近年来,随着我国社会主义市场经济的繁荣发展,科学技术的巨大进步,我国的水利水电建设事业得到日新月异的发展。同时,人们的环保意识也日益提高,对生态环境的安全也日益重视,人们不再仅仅将巨大的经济效益作为水利水电工程的唯一评价标准,而是综合考虑了水利水电建设项目对生态环境的影响。正是基于此,水利水电工程建设对生态环境的影响成为了工程建设可行性的制约条件之一。目前,我国许多在建和待建的大中型水利水电工程都具有高水头、大单宽流量的特点,而传统的消能工无法保证泄洪建筑物安全。在此基础上,提出了一种应用于高水头、大单宽流量工程的新型消能工——跌坎型底流消能工。跌坎型底流消能工是在消力池的进口处,将消力池底板整体向下开挖,构成纵剖面上有一定垂直深度的跌坎型消力池。由于跌坎的存在,水流进入消力池水体后,形成淹没射流,在主流上下形成漩涡和强剪切紊动进行消能,同时将高速主流引离消力池底板,降低了消力池的临底流速和时均动水压强等水力学指标,能有效解决传统底流消能工带来的消力池的临底流速和时均动水压强大的问题。跌坎型底流消能工具有消能效率高、入池流态稳定、泄洪雾化小等优点,因此能够有效扩大底流消能工的工程应用范围。本文基于国家自然科学基金《跌坎型底流消能工水流流动结构水力特性研究》（项目编号：51169008）而立题,以水工模型试验研究为基础,结合理论分析,对跌坎型底流消能工不同水流结构水力特性进行了试验研究。本文的主要研究成果及结论如下：（1）基于水工模型试验成果,研究了跌坎高度、入池能量、入池角度对跌坎型底流消能工最大临底流速的影响,定性地描述出跌坎型底流消能工不同水流结构最大临底流速的分布规律；研究了跌坎高度、入池能量、入池角度对跌坎型底流消能工底板最大时均动水压强的影响,定性地描述出跌坎型底流消能工不同水流结构底板最大时均动水压强的分布规律。（2）基于水工模型试验成果,研究了跌坎型底流消能工淹没射流区主流轴向最大时均速度衰变规律,应用紊动射流理论,采用数据拟合方法,得到淹没射流区主流轴向最大时均速度衰变规律与入池角度的线性关系,推导出以入池角度为控制目标的跌坎型底流消能工淹没射流区主流轴向最大时均速度衰变的半经验公式。（3）基于水工模型试验成果,研究了跌坎型底流消能工冲击区入射主流轴线流速衰减规律。采用数据拟合方法,得到冲击区入射主流轴线流速沿程衰减规律分布曲线；研究了跌坎型底流消能工冲击区底板时均动水压强分布规律,推导出控制冲击区底板时均动水压强的跌坎最小深度的计算公式。

关键词：跌坎型底流消能工;水力特性;水工模型试验;淹没射流区;冲击区;跌坎深度

学科专业：水利水电工程

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 常规消能型式简介

1.2.1 底流消能

1.2.2 挑流消能

1.2.3 面流消能和戽流消能

1.2.4 新型消能工简介

1.3 跌坎型底流消能工的提出及研究意义

1.3.1 跌坎型底流消能工的提出

1.3.2 跌坎型底流消能工的研究意义

1.4 本文的主要研究内容

第二章 跌坎型底流消能工水力特性理论分析

2.1 紊动射流理论

2.1.1 紊动射流水力特性

2.1.1.1 紊动射流的分区结构

2.1.1.2 紊动射流流速分布的相似性

2.1.2 冲击区时均动水压强理论推导

2.2 淹没底流流态下的水流结构

2.3 跌坎型底流消能工的消能机理

2.4. 本章小结

第三章 跌坎型底流消能工水力特性试验研究

3.1 试验模型简介

3.1.1 试验模型制作与布置

3.1.2 试验模型测点布置

3.1.3 试验数据量测和采集

3.1.4 试验工况拟定

3.2 本章小结

第四章 跌坎型底流消能工不同水流结构的水力特性试验研究

4.1 跌坎型底流消能工的水流流态

4.2 跌坎型底流消能工临底流速分布与变化规律分析

4.2.1 旋滚区临底流速分析

4.2.1.1 改变跌坎深度时临底流速分布与变化规律

4.2.1.2 改变入池角度时临底流速分布与变化规律

4.2.1.3 改变入池能量时临底流速分布与变化规律

4.2.2 冲击区临底流速分析

4.2.2.1 改变跌坎深度时临底流速分布与变化规律

4.2.2.2 改变入池角度时临底流速分布与变化规律

4.2.2.3 改变入池能量时临底流速分布与变化规律

4.2.3 附壁射流区临底流速分析

4.2.3.1 改变跌坎深度时临底流速分布与变化规律

4.2.3.2 改变入池角度时临底流速分布与变化规律

4.2.3.3 改变入池能量时临底流速分布与变化规律

4.3 跌坎型底流消能工底板时均动水压强分布与变化规律分析

4.3.1 旋滚区底板时均动水压强分析

4.3.1.1 改变跌坎深度时底板时均动水压强变化规律

4.3.1.2 改变入池角度时底板时均动水压强变化规律

4.3.1.3 改变入池能量时底板时均动水压强变化规律

4.3.2 冲击区底板时均动水压强分析

4.3.2.1 改变跌坎深度时底板时均动水压强变化规律

4.3.2.2 改变入池角度时底板时均动水压强变化规律

4.3.2.3 改变入池能量时底板时均动水压强变化规律

4.3.3 附壁射流区底板时均动水压强分析

4.3.3.1 改变跌坎深度时底板时均动水压强变化规律

4.3.3.2 改变入池角度时底板时均动水压强变化规律

4.3.3.3 改变入池能量时底板时均动水压强变化规律

4.4 本章小结

第五章 跌坎型底流消能工淹没射流区水力特性试验研究

5.1 紊动射流的分区结构

5.2 紊动射流流速分布的相似性

5.3 跌坎型底流消能工淹没射流区主流轴线流速特性研究

5.3.1 紊动射流轴向最大时均速度衰变理论

5.3.2 跌坎型底流消能工淹没射流区主流轴向最大时均速度衰变理论

5.3.3 淹没射流区主流轴向最大流速衰减规律

5.4 本章小结

第六章 跌坎型底流消能工冲击区水力特性试验研究

6.1 跌坎型底流消能工冲击区入射主流轴线流速衰减机理分析

6.1.1 冲击区入射主流轴线流速衰减规律

6.1.2 冲击区入射主流流速衰减机理

6.2 跌坎型底流消能工冲击区底板时均动水压强分布规律分析

6.2.1 冲击区底板时均动水压强分布规律

6.2.2 控制冲击区底板时均动水压强的跌坎最小深度

6.2.2.1 跌坎最小深度计算公式

6.2.2.2 跌坎最小深度试验验证

6.3 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 本文主要结论及成果

7.2 展望

致谢

参与的科研项目

附录 附图

参考文献