金山湖大口径深层截流管道系统水力流态模拟研究乡村旅游成功案例中的人物体验

导读：《金山湖大口径系统水力流态模拟研究》是镇江沿金山湖工程9项专题研究之一，主要研究内容包括TAP模型对大口径排水管道系统浪涌分析、末端泵站计算流体力学（CFD）模型分析和跌水竖井CFD模型分析。该专题研究科学分析了镇江金山湖大口径管道系统的水力学、泵站运行和跌水竖井等问题，以规避涌浪流带来的可能风险、辅助大口径管道系统方案论证以及优化泵站、竖井等构筑物的设计。

深层排水隧道浪涌的危害以及采用模型评估的重要性

在隧洞内，非满流、无压满流和压力流等不同复杂的水力现象频繁出现，这些不稳定的波动会对管道造成严重破坏。空气腔形成时，压力波在封闭隧道内传播，导致激烈冲击，最终可能引发爆炸或地面喷出大量污染物。

波涛分析模型——TAP模型

由于深层排水隧道内部存在多种复杂现象，如空腔与波动需要专业工具进行模拟。TAP模型被广泛应用于全球多个排洪隧洞项目中，它是一款公认且能有效预测给予和排除pipe pipe flow analysis 的工具。这款软件通过有限体积法全解一维圣维那方程，并引入Preissmann狭槽模拟高流量区域。在保证结果收敛基础上自动计算最小步长，并以此为基础进行精细化分析及量化浪涌程度。

模型工况

为了确保准确性，我们根据实际数据建立了5个入流量输入并分别进行了5年、一年、三十年、一百年的降雨模拟，以及实测暴雨情况下的运行状况（2014年7月27日）。

模型结果与风险识别

在50年一遇3小时工况下，大口径管内产生不利的情况最为严重。除了这些情况，其余几种工况均未出现其他不利的情况，有关设计暴雨24小时下，大口径设备表现平稳，没有观察到任何损害迹象。

末端泵站CFD模式

为了评估不同条件下的安全运行状态，我们使用CFD模式来仿真泵站前池布局并分布各类关键参数。在改进当前设计方案后，我们发现虽然前池部分有速度分布不均，但接近吸收点附近没有发生大的扰乱，使得基本符合要求。此外，对于每组吸收点，我们建议调整其形式使其垂直从正下方进入，而不是侧向进射。

跳落竖井CFD模式

最后，在挡板跳落竖井结构中，我们调整了各个竖井入口角度及干湿区占比，并校核了这些建议是否能够减少进入隧路中的掺气量，同时保持结构效率最大化。