数值模拟结果分析

（1）设计工况水流流态

设计工况下前池水位为-5.114m，总流量为97.68m3／s。

图2-24～图2-27分别表示在Y=0.6m、2.8m、6m和10m的水平截面上的速度矢量图。

图2-24 Y=0.6m截面流速矢量图

图2-25 Y=2.8m截面流速矢量图

图2-26 Y=6m截面流速矢量图

图2-27 Y=10m截面流速矢量图

水流从引水渠进入进水井中，通过挑流底坎后进入到配水渠中，在配水渠中水流流态较平顺，但是两配水渠间有水量交换，由于尾部封闭而在配水渠尾部出现漩涡。通过配水渠进入前池内的水流流量分配比较均匀，但由于水流经过90°转弯进入前池，在前池中水流会出现偏流，同时由于边界几何条件的变化以及部分水泵不工作，导致前池中出现了回流。通过平面和沿流向的矢量图可以看出，回流区域矢量比较稀疏，前池流速本来就小，可见漩涡区流速更小，一般在0.05m／s，但存在个别涡流区流速较大，在0.15m／s左右，强度较小。通过进水流道矢量图可看出，在进水流道不同截面上，流向合理，下部流速大，横向均匀度较好。通过喇叭口中心截面处流线图可以看出吸水管下部水流流体较好。

（2）推荐方案经常运行工况水流流态

经常运行工况的前池水位为-3.140m，泵站流量为74.53m3／s。

经常运行工况下几何各截面与设计工况下基本相同。只是由于在经常运行工况下，（Z=2.5m）截面有1台泵不工作，故沿Z轴的第二个截面取在了离引水渠最优的前池中（Z=31m）。

图2-28～图2-31分别表示在Y=0.6m、2.8m、6m和11.86m的水平截面上的速度矢量图。

由于经常运行工况引水流量小于设计工况，因此在前池和配水渠中水流流态要优于设计工况配水渠中水流，较设计工况更加平顺，前池中的涡旋强度更弱。虽然各流道引水流量有的大于设计工况，但是流道内水流下部流速大，其从入口沿流动方向逐步均匀化，横向均匀度尤其较好。

图2-28 Y=0.6截面流速矢量图

图2-29 Y=2.8截面流速矢量图(www.xing528.com)

图2-30 Y=6截面流速矢量图

图2-31 Y=11.86截面流速矢量图

（3）推荐方案事故工况水流流态

事故运行工况时单管运行，一根进水管不工作，此时泵站运行流量61.38m3／s。

由于事故工况水位低，仅有3.05m，故沿Y轴只取了三个截面，即Y=0.6m、Y=2.8m和Y=3.05m。图2-32～图2-34分别表示了这三个水平截面上的速度矢量图。

图2-32 Y=0.6m截面处流速矢量图

图2-33 Y=2.8m截面处流速矢量图

图2-34 Y=3.05m截面处流速矢量图

由于只有一根引水管运行，因此这根运行的引水管承担较大的引水负荷，导致配水渠内流速大，且底部流速明显大于上层流速，再加上该工况水深小，以至于在配水区中产生较强的漩涡和回流，产生漩涡的位置处于靠前池区域中后部区域，因此该工况下水流条件较之前两种工况差。由于连接配水渠与前池的进水口在上部，故导致主流在上端，因此水流进入前池后则出现了上部流速大，底部流速小的情况，这种情况一直持续到进水流道中，但随着流动过程，水流流速分布得到了一定的匀化。因此在进水流道中水流还是比较平顺的，喇叭口下部水流条件较好。

（4）推荐方案水头损失分析

根据数值计算结果，得出设计工况下，整个泵站从引水口至前池末端，最大水头损失为0.289m，压力进水管口至前池末端各分段的水头损失值见表2-5。其中，压力进水管过渡到配水井过渡段水头损失达到总损失的50%以上，配水井向配水渠的过渡段水头损失占总损失的31%以上，其他损失占18%。

表2-5 各建筑物水头损失

可见，整个泵站的水头损失主要集中在过渡段，尤其是进水管向配水井和配水井向配水渠的过渡段。这两个过渡段水头损失占总损失的81%以上。而配水井、配水渠、前池以及配水渠向前池的过渡段内部水头损失相对较小。