电厂排水口海床稳定性释解

1排水口方案

排水口平面布置图及周边地形如图1所示。根据海水冷却工艺，冷却排水通过排水沟排入海中，由于排出的水流入水后仍有较大动能，且排水时间较长，不断冲刷排出口附近海床，形成冲刷坑。冲刷坑深度与水股下落的动能相关，排水落差越大，水股入水动能越强。这里选取入水水位为极端低水位进行计算。

2模型计算及结果

2．1计算假定

1）忽略水股跌入海面后引起的海水波动；2）仅计算极端低水位的情况；3）计算选用带旋流修正的k-ξ紊流模型。

2．2计算网格

模型计算区域按图1进行选取，沿排水方向计算范围为43m，沿岸方向为46m，水深变化为0.2m~3.15m,采用四面体和六面体网格，边长为0.1m～0.5m，共24万个，其中排水口附近网格边长约10cm。

2．3计算结果

由图2可以看出，水股入水后其前方形成长约10m的加速区，流速最大点在水流落点前方约2.5m处，该加速区内水流速度近5m/s。图中也显示水流紊动引起的水下涡动。极端低水位情况下，排水口处水深在1.2～2m左右。排水引起下流海水扰动范图主要集中在入水点正前方，流速增加1m/s的影响距离长达20多米；平面内垂直射流向的影响范围相对较小，为10m范围；水下影响范围受地形限制，水深越大，动能消耗越多。由此可见，泄流入水点之后水流紊动强，流速大，最大流速近5m/s，如直接在此高程进行床面保护，所花代价很大。如采取抛石护底的方案，所需石块稳定重量为800kg。若周边建筑物能让排水水流自然形成冲刷坑，则不需对海床采取防护措施。当然以上计算结果为极端情况下的数值，正常情况下，落水距离低，海水消能垫层厚，水股入水后流速并不会很大。

3结论

进行电厂排水口位置及布置形式选择时宜进行数学模型试验，考虑排水口水流流速对周边海床稳定的影响，合理布置排水口方向及高程型式。当排水口泄流入水点后水流流速大于当地海流流速时，冲刷范围较大，需进行海床保护，选取适当重量的石块进行抛石护底。如布置水工建筑物使排水水流自然冲刷，而不向周围扩散，则可减少抛石石块的重量。当排水口泄流入水点后水流流速小于当地海流流速时，则只需要适当进行海床维护。

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