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摘要
渠冰灾害是我国北方寒冷地区输水工程中常见运行安全问题。拟探究采用离线水库的底层温水来改善干渠水温，防止冰凌、冰塞等次生灾害产生的方法，对于提高调水工程冬季输水效率并保障工程冬季运行安全具有极其重要的工程意义。干支流交汇是天然河网和人工渠网的常见的水力现象，交汇处非等温掺混受其复杂的水力特性影响。本文以某大型调水工程与其沿线调蓄水库为研究对象，利用流体仿真软件Fluent建立了三维水动力学-热力学耦合输运模型，探究不同的掺混比、渠道交汇角时非等温库渠交汇的掺混规律及水库温水对干渠水温的提升效果。仿真结果表明：(1)交汇口下游水力-水温掺混存在明显的三维分布特征，下游出现明显的低速回流分离区及横断面二次环流区，断面平均水温在交汇口下游500 m后基本不变；(2)掺混比越大，水流紊动越剧烈，水温在横断面上扩散范围越大，水流掺混均匀后干渠温度提升值越大，最大为1.25℃；(3)交汇角越大，横断面环流越强，掺混均匀速率越快；不同交汇角工况水流掺混均匀后温度提升值不同，为保证水流掺混速率及水温提升效果建议选用渠道60°交汇角。研究成果可为调水工程冬季渠道水温主动调控及提高输水能力提供思路与数据支撑。
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单位水资源与水电工程科学国家重点实验室; 武汉大学
