金山湖大口径深层截流管道系统水力流态模拟研究与生态旅游景观融合的人物场景分析
导读：《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及其模拟重要性
深层排水隧道内的非满流状态使得其内部存在复杂的不稳定波动现象，如过渡波和压力波，这些波动极易导致结构破坏。图1展示了一次强降雨下产生的气爆及高达数米高度的地面冲击现象。在这种情况下，采用TAP模型进行模拟显得尤为必要，因为它可以预测不同降雨条件下的浪涌行为并评估潜在风险。
TAP模型：一个有效工具
作为一种全局一维有限体积法算法，TAP能够准确地处理压力波传播，并且在保证结果收敛性的基础上自动调整时间步长。这使得它成为全球多个排水隧道项目中常用的工具。除了以上特点外，TAP还允许用户自定义Preissmann狭槽宽度以减少调蓄容积增加，同时定义闸门和堰等关键节点特征，以及自定义输出结果步长。
模型工况与仿真结果
为了验证TAP模型，我们采用SWMM5导出的入流量数据，对五个入流量源进行了建模，并分别考虑了5年、一年、三十年、一百年一次的大雨事件，以及2014年的实际暴雨情况。通过这些不同的工况，我们发现50年一次的大雨事件会导致最严重的情形，即负压、空气泡沫以及激烈震荡。
结论与建议
总之，本文讨论了如何使用TAP模型来评估并优化金山湖深层排水隧道中的不利风荷应力的影响。此外，本文还介绍了如何利用CFD模式来改进末端泵站设计，使其更适应不同工作条件下的运行。此类技术创新对于保障生态旅游环境至关重要，它们有助于识别潜在风险并提供可行解决方案，从而促进自然保护区内的人类活动安全开展。本文最后提出了针对跌落式垂直井塔设计的一系列建议，以减少进入隧洞中的掺气量，从而提高整个工程效率。
