金山湖大口径深层截流管道系统水力流态模拟研究与长沙农家乐一日游体验分享

导读：《金山湖大口径深层截流管道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复杂的非稳定状态极易引发不利影响。自由水在封闭隧道中产生空气腔，导致波动传播并形成浪涌，对于破裂或爆炸都有潜在威胁。

图1：强降雨时深隧产生气爆现象

浪涌分析——TAP模型

由于其复杂性，不连续性的空腔和压力波需要专业工具进行模拟。TAP被广泛应用于全世界多个排水隧道项目中的特征，它能够预测给予应对措施，并提供精细化分析能力。

TAP模型建立与工况模拟

5个入流量利用SWMM导出曲线进行降雨模拟，每种重现期下分别进行不同频率降雨情况下的输送量输入到TAP中进行建模。

模型结果分析及风险识别

50年一遇3小时工况下，大口径管内出现最严重不利地理环境，但其他工况显示平稳，没有出现不利的情况。

末端泵站CFD模型

通过CFD对 泵站前池布局设计，在不同进 水条件下评估其安全运行情况，为优化前池结构尺寸设计提供依据。

CFD建模过程与结果展示：

进入进 水口处分布图（图8）

泵组吸 水孔旁边分布图（图11）

吸收点侧断面分布图（12）

7 结论与建议：

前池内速率分配不均匀但接近吸收点附近时平稳。

根据CFS结果调整每个泵组吸收点形式，使之改为垂直进射形状以减少紊乱度。

8 挡板跌落竖井CFD验证：

校核是否能使结构同时消耗能量而减少进入隧道路面的掺气量。