金山湖大口径深层截流管道系统水力流态模拟研究与旅游规划内容整合的人物场景分析

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，复杂的非满流、无压满流和压力流现象会出现，尤其是在充满过程中，这些不稳定状态容易对管道造成破坏。在封闭环境中，自由空气腔形成，并且在上下传播产生波动，这可能导致地面上的爆炸或直接冲出地面的高压液柱。因此，对于深层隧道来说，采用精确的地理信息系统(GIS)数据来进行建模并进行预测是非常重要的。

浪涌分析模型——TAP模型

TAP（Transient Analysis Program）是一种广泛用于全世界多个排水隧道项目中的专业工具，它能有效预测给排 水和污染物携带的情况。通过有限体积法全解一维圣维那方程并引入Preissmann狭槽模拟压力波，可以更准确地描述复杂情况下的水平流量变化。

模型工况与结果

为了测试不同降雨情况下的大口径管道行为，我们利用SWMM5软件生成了各类降雨曲线，然后输入到TAP模式中进行仿真。结果显示，在50年一遇3小时快速填充工况下，大口径管内产生了最严重的不利水力学现象，如负压区、高频振荡等，而长历时24小时下的各种设计暴雨则没有出现这些不利现象。

末端泵站CFD模型

为了评估不同工况下泵站安全运行状况，我们使用了CFD软件来模拟前池布局在不同的进水条件下，以及吸入点附近的流量分布。这有助于我们提出关于前池结构尺寸设计、整理设备位置以及机组平面布置设计的一系列建议。此外，该软件还帮助我们了解如何优化整个工程以提高其效率和可靠性。

跳落竖井CFD模型

我们的团队还着眼于改善挡板跳落式垂直沉淀塔（PFT）的性能。通过调整进出口角度及干湿区比例，并结合实验室物理试验，最终确定了最佳挡板尺寸大小及其间距。此外，我们还对通气孔尺寸进行校核，以确保结构能够有效消耗能量，同时减少进入隧道路面的掺气量，从而提高整体效率。

结论与建议

总之，本次研讨会得出了几个关键结论：

大型排洪工程需要考虑多种可能性以应对未来未知事件。

采用先进技术如GIS可以显著提高运营效率。

对于特定情境下的详细建模对于制定合适策略至关重要。

最后，我们提出了几项具体措施以增强既有设施保护措施，并为未来扩展计划提供基础数据支持，使得这座城市更加耐久且适应性强。