水力学计算在沙坪水电站导流明渠设计中的应用

大多数的水利建设工程都要考虑导流问题,并且需在干地进行,根据工程防洪标准,对河床水流和明渠水流进行正确合理的水力学计算是必不可少的程序。在沙坪水电站一期施工导流设计过程中,通过合理的水力学计算,拟定导流明渠最佳过水断面,并结合现场实际,考虑经济指标修正最佳断面,最终确定了经济适用导流明渠断面及挡水围堰高程。     

水利工程中的导流施工技术研究

为了提高水利工程开发导流控制精度,提出明渠导流施工技术。确定明渠截面形状,提出明渠均匀流量、明渠临界水深、水力最佳断面宽深比等参数的计算公式,计算导流渠各项具体参数数据,综合考虑地形条件、自然条件以及施工条件,结合上述参数数据,完成导流明渠的线路选取,结合施工和水流参数值,提出导流渠核心部分为引水渠、控制段以及泄槽的设计实施方案,实现水利工程中的河流水高精度导流。实验数据表明,与传统导流工程相比,明渠导流过程水量控制精度可以提高17%,导流终端水量控制精度提高25%,可以有效提高整体导流施工精度。     

三峡工程导流设计

三峡工程导流设计关系到枢纽布置和施工总进度，经过近40年的比较论证，最终采用明渠通航、三期导流方案，即一期束窄原河床导流，二期明渠导流兼通航，三期底孔导流，三期碾压混凝土围堰挡水发电。导流明渠宽350m；长3400m．配合临时船闸满足施工     

汉阳电航枢纽工程二期施工导流方案优化

汉阳电航枢纽二期导流围左岸船闸和左侧河床剩下的7.5孔溢流坝,由于船闸工程体量大,一个枯期难以将船闸全部形成挡水条件。投标阶段考虑采用大基过水围堰,汛期围堰过水,三枯恢复围堰继续施工。在施工前期准备阶段结合工程现场实际情况,分析水文资料、论证防洪风险、合理安排施工、优化导流方案,在洪中枯时段利用船闸闸墙挡水施工船闸混凝土,节约了导流工程费用,加快了施工进度。     

分期围堰导流的迭代法求解

分期围堰是常用的导流方式，导流初期河床被围堰束狭，造成上游水位的壅高。水流流态随纵向围堰长度与水头之比。可分为宽顶堰流与明渠流。考虑到电脑的广泛应用，本文推荐采用迭代求解正常水深ｈ０，临界水深ｈｋ及河糟缩窄后的水位壅高。     

龙开口水电站施工导流规划设计与实施

龙开口水电站施工采用左岸明渠的分期导流方案:一期由束窄的原河床过流,施工左岸导流明渠;二期由左岸导流明渠过流,施工大坝和右岸厂房;三期由大坝临时断面挡水、导流底孔过流,进行明渠坝段导流底孔上部缺口封堵和大坝施工.明渠过坝段采用底孔与上部缺口双层过流,加快了三期明渠坝段的施工进度,缩短了首台机组发电时间,取得了较好的经济效益.     

枕头坝二级水电站施工导流规划与设计

枕头坝二级水电站位于大渡河下游河段,河床覆盖层深厚,防洪标准高,施工期坝址水位接近正常蓄水位。综合考虑枢纽布置、地形地质条件和水文特征等,经分析比选采用分两期束窄河床导流方案,围堰全年挡水,并分析超标准溃堰洪水对下游城市防洪的影响,提出了相应的应急工程措施,为设计与建设提供技术支撑。     

邕宁水利枢纽一期临时土石围堰数值模拟研究

南宁市邕宁水利枢纽工程位于邕江干流,一期临时土石围堰施工是保证右岸一期全年土石围堰工程施工的关键重点工程。为了解决临时土石围堰的合龙位置、束窄河床通航等问题,采用三维数值模拟和物理模型试验方法对其施工期水流进行了深入研究。首先,用ＣＡＴＩＡ建立了河道地形和围堰三维几何模型,基于ＲＮＧκ－ε紊流模型及ＴｒｕＶＯＦ追踪水流自由表面的方法,用ＦＬＯＷ3Ｄ计算了设计挡水流量下围堰中间合龙和围堰挡水典型工况的水流特性,并与物理模型试验成果进行了对比,验证了计算方案的正确性;其次,计算了设计挡水流量下靠上游合龙、靠下游合龙其他工况的水流特性,并进行了综合比较,提出了最佳合龙位置为纵向围堰中部;第三,选取四种流量进行了水流特性计算,分析了束窄河床关键通航水力学指标,结果表明,在一期临时土石围堰挡水期内满足通航要求。     

水电站施工期超标洪水应对措施研究

龙开口水电站位于云南省大理州鹤庆县境内的金沙江中游河段,采用全年围堰挡水的明渠导流方式,电站于2007年7月开工,已于2014年1月竣工投产。为应对施工导流期间可能遇到的超标准洪水,对30、50年和100年一遇的超标准洪水的防洪预案进行了研究,通过对上下游围堰、明渠导墙采取工程措施,提出了经济合理的解决方案。     

桩膜-土组合围堰施工工法

通州区凉水河治理(一期)工程,马驹桥闸和交通桥等重要结构物施工过程中,由于凉水河河道断面较宽,水流流速大,且桥闸一期围堰导流施工时过流断面窄,因此采用桩膜-土组合围堰作为桥闸施工挡水结构物,有效解决了围堰稳定性差、防渗能力不足、占用作业面宽等问题,经济效益和社会效益显著,可供同类工程借鉴。     

三峡工程导流底孔长管方案研究

三峡大坝河床溢流坝段内设有泄洪深孔、表孔和第三期导流底孔。后者系三期导流时用以泄水和实现围堰挡水发电的主要建筑物，孔口尺寸为6m×8．5m，进出口均为56．0m，型式有短管和长管两种。导流孔上游短管为管长16．09m，下游明流段98．78m；长等方案是上游管长77m，下游明渠长33m。短管方案由于坝体挖空大不利施工和坝体应力条件不良等而选用长管方案。长管方案在闸门布置、体型、水力学特征等四方面均能解决好。     

导流明渠设计问题探讨

采用导流明渠的基本条件是河谷较开阔、河水分叉、枯水期有滩地出露、岸边具有台地、古河道、垭口、河湾等地形;其主要优点是过流能力较大、超泄能力较强、施工条件较好、造价相对较低等。导流明渠一般用于初期导流,中后期导流还需与底孔、隧洞、缺口等其它导流方式组合,以妥善地解决主体工程施工过程中的水流控制问题。导流明渠设计问题是在给定流量下,应使允许流速正好符合水力最佳断面而渠道坡降最经济。通过景洪、观音岩水电站等导流明渠工程实践检验,其成果可供大、中、小型水利工程导流明渠设计借鉴。     

标准Ⅰ型马蹄形断面水力特性的研究

为研究标准Ⅰ型马蹄形断面正常水深、弗劳德数和收缩断面水深的计算方法,根据明渠均匀流理论、明渠恒定非均匀流理论和能量方程,分析了标准Ⅰ型马蹄形断面的水力特性,提出了3种工况下的正常水深与流量关系、弗劳德数,以及2种工况下收缩断面水深的迭代计算公式,并通过算例给出了解题过程。研究成果计算简单、精度高,可以应用于实际工程。     

偏离水力最佳断面渠道运行效益分析计算

根据矩形和梯形断面的水力最佳断面条件,在保持过水断面面积、渠道底坡、边壁粗糙系数不变的情况下,推导出偏离水力最佳断面的矩形渠道和梯形渠道运行效率计算公式,绘出偏离量与效率的变化关系曲线,分析了偏离程度、过水断面面积、运行效率之间的相互变化关系,提出了由于偏离而影响运行效益的一般计算方法,并给出了算例。该方法在渠道设计方案选择时能快速、准确地计算出各方案的运行效益影响值。该方法也可对已建渠道进行评价。     

长江三峡明渠导流的试验研究与原型运行调查

该文阐述三峡明渠导流的模型试验研究成果，含明渠池流能力，过流断面形式，渠道进口纵向堰头部形状，河岸保护，航道河段整治及船只上行航线等。并对原型泄洪运行中尤其是1998年大洪水作了观测，包括明渠水流情况，两岸水位，明渠底面冲淤变化，围堰护坡淘刷及船只航行等。     

河道恒定流水面曲线Excel程序化计算

结合河床恒定流水面线计算和Excel便于数据处理、列表计算等特点,编写河道恒定流水面曲线计算程序,快捷、准确计算河道恒定流水面曲线,为水电枢纽工程分期围堰束窄河床导流过程中的围堰设计提供依据。     

桐子林水电站导流明渠出口优化及下游防护试验研究

通过水工模型试验对桐子林二期导流明渠水流归槽情况、下游及围堰堰脚保护措施进行了研究.试验结果表明,通过优化出口体型后,采用钢筋石笼护底、混凝土四面体加糙的工程措施,改善了下游河道和堰脚的水流条件,达到了设计要求.     

桥巩水电站一期导流水力计算

桥巩水电站一期导流通过束窄的河床过流,采用非棱柱体明渠恒定非均匀流水面曲线的逐段试算法进行水力计算。经与水工模型试验结果进行比较,其计算精度可以满足工程要求。     

梯形明渠边界平均剪切应力计算方法

梯形断面是渠道设计中广泛采用的一种断面形式,边界剪切应力分布规律是研究水流结构及阻力特性的重要因素。经过理论推导,建立了梯形明渠床面与边壁平均剪切应力相对值随过水断面宽深比的计算表达式,并与多家试验资料进行了比较,结果表明两者变化趋势基本一致。针对梯形明渠不同边坡角下的水力最优断面,分析了其床面、边壁平均剪切应力的变化规律,发现随着边坡角的减小,床面平均剪切应力相对值变化不大,而边壁平均剪切应力相对值呈现出减小的趋势。     

1984年以来长江口北支演变分析

根据1984~2005年实测长江口水下地形图,采用数字地形模型技术,从河势变化、河床纵横向调整、河槽容积变化等方面,分析了1984年以来长江口北支河床演变.围垦缩窄工程(尤其是口门处的围垦)对北支河床演变影响很大,削弱了径流量,改变了入流路线.北支主流线虽反复多变、滩槽变化频繁,但随着人工控导工程的实施,部分水域的主流线将在较长时间内保持稳定.北支已逐渐演变为涨潮流占优势的河道,河床总体演变以淤积萎缩为主,但其衰亡过程将经历较长时期.