Регулирование температурного режима каменно-земляных плотин путем управления конвекцией воздуха в низовой призме

• Автор: Горохов, Михаил Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 196 с. : ил.

Содержание
Введение

Основные обозначения и единицы измерения

Глава 1 Температурный режим каменноземляных плотин в

криолитозоие и необходимость его регулирования.

1.1 Конструкции каменноземляных плотин.

1.2 Температурный режим каменноземляных плотин

1.3 Реулирование температурного режима каменноземляных плотин конструктивнотехнологическими методами.

1.3.1 Регулирование температурного режима мерзлых плотин.

1.3.2 Регулирование температурного режима талых плотин

1.4 Избранное направление исследований

Глава 2 Предлагаемый метод регулирования температурного режима
каменноземляной плотины путем управления конвекцией
воздуха в низовой призме.
Глава 3 Формулирование прогнозной математической модели температурного режима каменноземляной плотины с учетом его регулирования.
3.1 Физическая модель температурного режима плотины
3.2 Математическая модель тепло и массопереноса в
плотине
3.2.1. Дифференциальные уравнения
3.2.2 Краевые условия
3.3 Численная модель температурного режима плотины
3.3.1 Аппроксимация дифференциальных уравнений
конечными разностями
3.3.2 Краевые условия в конечных разностях.
Глава 4 Модернизация программного комплекса 3 для численного моделирования регулирования температурного режима каменноземляной плотины.
4.1 Описание комплекса 3 и элементов его
модернизации.
4.2 Подготовка исходных данных для численного
моделирования температурнофильтрационного режима плотины
4.3 Программа i
4.4 Алгоритм численного моделирования температурно
фильтрационного режима каменноземляной плотины
4.5 Головной модуль 3
4.6 Программа графической интерпретации результатов
прогноза 3Vi.
4.7 Достоверность результатов моделирования
Глава 5 Моделирование регулирования температурного режима
каменноземляных плотин путем управления
конвекцией воздуха в низовых призмах
5.1 Моделирование регулирования температурного режима
талой русловой плотины проектируемого Тельмамского гидроузла
5.1.1 Проектная конструкция плотины.
5.1.2 Начальные и граничные условия для расчетов
5.1.3 Результаты температурнофильтрационных расчетов и анализ прогнозного температурного режима плотины.
5.1.4 Расчет температурного режима плотины с учетом
предложений по его регулированию
5.1.5 Стоимостная оценка мероприятий по
регулированию температурного режима плотины
5.2 Моделирование регулирования температурного режима мерзлой пойменной плотины проектируемого
Тел ьмамс кого гидроузла
Заключение.
Список использованных источников


Диссертация составлена из аннотации, введения, списка основных обозначений и единиц измерений, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 4 наименований и приложения. Работа содержит 0 страниц основного текста, в том числе таблиц и 2 рисунков. Материал диссертации изложен в следующем порядке. В первой главе рассмотрены принципы строительства фунтовых плотин в криолитозоне, температурный режим действующих каменноземляных и каменнонабросных плотин на момент их строительства и в период эксплуатации, рассмотрены варианты регулирования температурного режима каменно-земляных плотин конструктивно-технологическими методами. Актуализировано избранное направление исследований. Во второй главе рассмотрены возможности регулирования температурного режима каменно-земляных плотин в криолитозоне путем управления конвекцией воздуха в низовой призме. Предложен и описан новый комбинированный метод. В третьей главе сформулирована прогнозная математическая модель температурного режима каменно-земляных плотин в криолитозоне, которая включает в себя физическую, математическую и численную модели. В четвертой главе представлен программный комплекс ЫогбЗИ численного моделирования температурного режима плотин из каменной наброски, который включает в себя 3 основных программы: программа ЕбіїСоІогя, головной модуль ЫогёЗПСа1с, программу графической интерпретации результатов прогноза НогсІЗОУісш. Представлена информация о модернизации программного комплекса ЫогбЗИ применительно к прогнозу регулируемого температурного режима каменноземляной плотины с учетом управления конвекцией воздуха в низовой упорной призме. В пятой главе изложены результаты моделирования регулирования температурного режима каменно-земляных плотин путем управления конвекцией воздуха в низовой призме на примерах талой русловой и мерзлой пойменной плотин Тельмамского гидроузла. Показана техническая эффективность и малозатратное^» предложенного способа регулирования температурного режима. В заключении излагаются общие выводы по проведенным исследованиям. Список использованных источников включает 4 наименования. В приложении помещены документы, подтверждающие внедрение результатов исследования в практику северного гидротехнического строительства и в учебный процесс ННГАСУ. Индексы. Строительство грунтовых плотин в криолитозоне ведется по двум принципам [, 6]. Принцип 1: Грунты основания используются в мерзлом состоянии. Плотины должны эксплуатироваться в мерзлом состоянии, которое достигается промораживанием естественным холодом или с помощью специальных замораживающих систем. Эти плотины называются мерзлыми. Они не допускают фильтрацию воды в теле, основании и береговых примыканиях. Принцип II: Грунты основания плотины используются в талом или оттаявшем состоянии. Эти плотины называются талыми и эксплуатируются в талом (или тало - мерзлом) состоянии, предусматривающем фильтрацию воды в их теле и основании. Строительство мерзлых плотин в криолитозоне целесообразно на малых реках, для которых характерны несквозные подрусловые талики, когда их можно без значительных материальных затрат переморозить и исключить в них фильтрацию воды при эксплуатации гидроузлов. По этому принципу построены многие грунтовые плотины гидроузлов, предназначенных для водоснабжения - на р. Долгой у г. Норильска, на р. Мяунджс, на р. Ирслях у г. Мирного (Иреляхский гидроузел), на р. Сытыкан у г. Удачного (Сытыканский гидроузел), на р. Певек у г. Певека и др. Высота Иреляхской и Сытыканской плотин (рисунок 1. Строительство талых плотин в криолитозоне целесообразно на крупных реках, для которых характерны сквозные подрусловые талики, замораживание которых невозможно или экономически нецелесообразно. По этому принципу построены все подпорные каменно-земляные плотины эксплуатируемых энергетических гидроузлов на северо-востоке страны (рисунки 1. Наибольшую высоту 1 м имеет плотина Колымского гидроузла. При проектировании высоких каменноземляных плотин исследовались возможности строительства их по принципу I - мерзлыми [6], однако пока такие конструкции осуществления не получили.