金山湖大口径深层截流管道系统水力流态模拟研究与毕业旅行活动策划方案

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

在进行深层排水隧道设计时，需要考虑到非满流、无压满流和压力流等不同类型的复杂水动力现象，这些不稳定状态极易导致严重后果，如破裂或爆炸。

图1 强降雨时深隧产生气爆水柱影像图片

浪涌分析模型——TAP模型

由于其精细化分析能力，TAP成为评价给水和排放设施性能的一种有效工具。通过模拟，可以评估并预测不同降雨条件下的大型排放设施中可能出现的问题，并提供相关解决方案。

TAP模型应用

利用TAP进行建模，我们首先输入了主隧洞信息，然后设置了入流量曲线，并且根据实际情况选择不同的工况来进行模拟。结果表明，在50年一遇3小时快速填充工况下，大口径管内形成最为严重的不利波形。

模型工况与结果

我们还将5个入流量点作为入口条件，用SWMM5软件导出并输入到TAP中进行模拟。在这个过程中，我们发现在短时间高强度降雨下的情况下，大量空气腔会迅速形成，导致波形异常增强，从而影响整个输送系统的稳定性。

末端泵站CFD模型

为了确保末端泵站能够安全、高效地工作，我们使用CFD软件对其进行了详细的地理环境建模，并对各种操作模式进行了测试。这有助于我们了解每个组件如何协同工作，以及如何优化它们以提高整体性能。

跳落式垂直井CFD验证

最后，我们还通过建立一个跳落式垂直井的三维计算机仿真来验证我们的设计是否可行。这包括调整各个垂直井进出液面角度以及确定挡板尺寸，以确保液体能平滑地进入通风孔，同时最大限度减少掺气量。

结论与建议

总结来说，本项目成功地结合了理论知识与实践经验，为镇江金山湖地区的大型输送工程提供了一套全面的规划策略。此外，由于旅途中的每一次停留都是一次新的冒险，我也提出了几项针对毕业旅行活动策划方案的小小建议，让这次旅行既有趣又安全。我相信，无论是在技术创新还是个人成长上，都将取得更大的进步。