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应用探索

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

在进行生态旅游景观融合时，理解并预测深层排水隧道内复杂的非满流、无压满流和压力流状态对于保障游客安全至关重要。这些不稳定性的波动可能导致地面上的气爆现象，威胁到人身安全。

浪涌分析模型——TAP模型

通过使用专业工具如Transient Analysis Program (TAP)，我们可以精确地模拟不同降雨情况下隧道内潜在的问题，并量化它们对设施造成损害的情况。这有助于开发更有效率且经济实惠的大型排污工程，同时也为规划生态旅游景区提供必要信息。

TAP模型应用案例

在这项研究中，我们利用TAP来建模5个入流量不同的入射点，并根据不同重现期进行了降雨模拟。在50年一遇3小时工况下，大口径管内产生最严重的地表波动，而其他工况下的情况则相对平稳，没有出现不利的情况，这些数据对于规划生态旅游区域中的防洪措施至关重要。

末端泵站CFD模式

为了评估末端泵站运转过程中的关键参数，如前池布局设计和整合结构，我们采用了计算机辅助设计软件进行全面的仿真测试。通过这些测试，我们发现尽管前池内部存在速度分布不均，但接近吸收口附近时，进出流量形成了一种稳定的循环，不会影响正常运作。

跳落竖井CFD模式

此外，本项目还涉及到对跳落竖井结构性能的评估，其中包括调整每个竖井进出角度及挡板尺寸以实现最佳效率。此外，还需要验证是否能够有效消除进入隧道路面的空气混入，以保证整个系统的效率与环境友好性，为未来发展生态旅游景观提供科学依据。