国家自然科学基金面上项目 挑射流冲刷特性及其比尺效应研究(项目批准号:51879129)

正长期以来,挑流消能工的设计一直是水利水电工程泄洪消能领域关心的核心问题之一。挑流消能是传统三大消能方式之一,对于以"高水头、深峡谷、大流量"为特征的高坝水利水电工程建设,尤为重要。挑流消能下游河道的冲刷设计,一直是水利水电工程泄水建筑物水力学的重要问题,直接关系到工程的经济和安全。由于来流受几何比尺、掺气、裂散、速度等的影响,下游河道冲刷受水深、模拟材料、床沙粒径等的影响,利用物理模型试验得到的冲刷相关成果,存在显著的比尺效应。本项研究的目标是在     

冲击式消能箱在宾阳清平水库主坝输水隧洞中的应用

清平水库主坝输水隧洞灌溉管为压力圆形钢管出流,原消能设计采用消力池,钢管出口射流对与消力池连接的渠道边墙产生剧烈冲击,受冲边墙基础被淘空,在墙后形成两个大塌坑,严重影响灌溉渠道的正常运行,整改后用冲击式消能箱,消能效果显著改善。冲击式消能箱具有消能效率高、工程投资省、施工简便、空间体积小等优点,对受地形、地质条件限制的有压管出流消能工程,冲击式消能箱具有推广运用价值。     

跌流加底流二级消能中两个消力池尺寸的设计计算

消能建筑物能最大限度的消除水库下泄洪水的能量,以起到保护水库工程和下游河道的安全,常见的消能方式有挑流消能、底流消能和面流消能3种。赤沙水库的消能方式比较特殊,采用二级消能,第一级为不常见的跌流消能,第二级为常见的底流消能;以此为例,分析计算了两种方式下消力池的尺寸,以期在工程运行中检验。     

宝珠寺水电站枢纽布置及泄洪消能方案研究进展(上)

本文系统总结了宝珠寺水电站枢纽布置及泄洪消能方案的演变过程与试验研究的进展。重点论述了选定方案:“小挑坎一水垫塘”+“导向一扩散”鼻坎+“短边墙扩散”鼻坎联合消能系统的可行性、合理性及优越性。为利用导流明渠及其消力池作为永久性泄洪建筑物以及新型消能工在高坝工程中的应用提供参考和借鉴。     

陡坡弯道水流悬栅(板)消能特性测试研究

采用悬栅（板）消能可有效解决陡坡急流冲击问题，并已在实际工程中成功应用，采用多普革激光测速系统对流场进行全面测试，结果分析表明，悬栅（板）消能可显著降低凹岸水深，从而达到稳定和平顺水流的目的，与人工增加陡坡糙度相比，具有适应性强和消能效果明显的特性。     

筛网消能工的设计与运行

本文以两个实际工程为例，简述了筛网消能工的消能过程。介绍了筛网消能工的布置、结构尺布置、结构尺寸以及消力池的设计要点。经２０多年的运行表明，筛网消能工在低水头泄水建筑物中的应用是成功的。     

乌石拦河闸除险加固工程消能试验研究

结合广东省普宁市乌石拦河闸除险加固工程两级消力池水 模型试验成果，对消力池和陡坡段阶梯消能工的流态，消能等水力特性进行分析研究，并经工程运行实践，说明阶梯消能工是一种值得深入研究和推广应用的新型消能工。     

桐溪湖(含水道)湖泊工程出水口的消能防冲设计

受城市规划、市政及城市防洪工程等较多因素的影响和制约,同时要兼顾城市水体、景观工程建设的需要,对城市中涉河、湖等水工建筑物的消能工设计提出了较高要求。文章介绍了长沙大河西先导区桐溪湖工程出水口采用撞击式跌塘消力池的消能防冲设计在充分利用下游水深的同时达到尽量减少消力池结构尺寸、减小工程量和工程占地的目的以满足城市市政建设的要求。     

湖南省芦江水库溢流坝台阶和戽流组合消能设计

为了研究芦江水库工程溢流坝采用台阶+消力戽组合消能的可行性，结合工程特点，经综合分析大坝溢流面台阶+戽流组合消能和台阶+消力池组合消能2个方案，最终选择消能效果好、投资省的台阶+戽流组合消能方案。介绍了溢流坝面消能台阶步高和步长及消力戽尺寸拟定的方法、溢流坝面经过台阶水流流态、消能率及戽流消能等的水力学计算和水工整体模型试验。结果表明：计算和试验结果较为吻合，该工程溢流坝采用台阶+戽流组合消能是合理可行的。     

印度式射流交叉撞击消能工(消能兜)

一、介绍同样流速,同样流量但是流向恰好相反的两股射流,在埧下曲线段末端水平部分彼此交叉撞击,有可能获得最大程度的消能。印度的水工学者利用这种原理,创造一种新型的消能工。(他们的代表是R.K.V.Narasimham)。这种消能工按其水流性质的特点来说,被命名为射流交叉撞击消能工,或者简称为消能兜。     

水布垭水电站泄洪消能设计创新与实践

水布垭水电站消能区岩性软弱破碎,抗冲刷能力低。但岸边溢洪道最大泄量达18 320 m3/s,泄洪落差171 m,最大泄洪功率31 000 MW。致使泄洪消能技术难度居国内外同类工程之首,其具体表现在:①消能区方案选择难;②消能区防护方案选择难;③冲淤形态控制难;④防淘墙结构设计难;⑤防淘墙施工难。通过系统的科学试验和技术攻关,首次提出防淘墙防护方案;独创新型消能工布置形式和综合防冲结构措施。工程建成后,经过了最高运行水位的考验。对同类工程设计具有很好的参考作用。     

我国高坝泄洪消能新技术的研究和创新

60年来,特别是改革开放30多年来,我国的水利水电建设事业得到飞速发展,建成和在建一大批具有世界级水平的大型水利枢纽,为了满足工程建设的迫切需要,向设计提供技术先进、安全可靠的泄洪消能方案,促使我国在高水头大流量泄洪消能技术和高速水流的研究方面达到世界领先水平。本文重点评述我国在高水头、大流量泄水建筑物泄洪消能方面所取得的一些重要研究成果,包括宽尾墩联合消能工、窄缝挑坎消能工、高拱坝水垫塘消能、内消能工和高水头泄洪隧洞掺气减蚀等若干新的研究成果。     

缓坡度陡槽溢洪道阶梯消能研究与应用

作为一种新型的辅助消能工，阶梯式消能工得到较多的研究和应用，但以往的研究与应用主要集中于坡度较陡的溢洪道。本文在总结广东省多项水利工程阶梯式溢洪道试验研究的基础上，进行了4种坡度比阶梯溢洪道的模型试验研究，对缓坡度陡槽溢洪道应用阶梯式溢洪道的水力特性进行了研究探讨。给出了阶梯跌坎高度、阶梯跌坎间距等阶梯体形参数对消能效果及流动形态的影响规律，并对缓坡度陡槽溢洪道应用阶梯式溢洪道设计方法进行了探讨，可供类似工程参考。     

"戽底设窄缝混合消能"在桥巩水电站低坝的应用

收缩式消能工与挑流、底流、戽流相联合的消能方式，在高坝上已获得广泛应用，最近将其应用到中坝上，也取得良好效果。红水河桥巩水电站低坝，作了把收缩式消能工用在低坝戽式消力池里进行混合消能的尝试．水工模型验证结果表明，同样取得显著的消能效果，还使消力戽具有自我清理推移质的能力。     

T形墩消力池消能率的计算及优化设计试验

结合新疆肯斯瓦特水利枢纽工程的水工模型试验,提出一种带防挑盖板的新型消能工,即T形墩消力池。理论推导出T形墩消力池消能率的计算公式,并与实测值进行比较。结果表明误差在实际工程允许范围之内,可以用该公式来计算实际工程T形墩消力池的消能率。通过试验计算不同消力池池长、T形墩支腿及不同墩形的消能率,分析池长、支腿长度、墩形等参数对消能效果的影响,得出适合该工程的最佳池长为52.2m,最优墩形为支腿梯形、前墩弧形。     

尾坎自由出流消能计算应用实例

消能工的消能设计对于下游河床的安全有着重要影响,当消力池下游连接斜坡段形成尾坎自由出流时,其消能计算方法尚不完善。根据龙洞水库安全鉴定实例,针对其溢洪道消力池尾坎自由出流的情况进行了消能复核计算分析,可为类似工程提供一定的参考和借鉴。     

国内外高拱坝泄洪消能布置综合分析

本文总结分析了国内外８０个高拱坝（泄量Ｑ＞２０００／ｓ）的泄洪消能布置经验，提出了一种综合通用的拱坝泄洪消能布置的分类方法；经对典型工程进行分析研究认为，通过泄洪消能布置的优化，可提高坝体的泄流能力及下游水垫塘单位水体消能率的指标，以减少岸边工程或水垫塘本身的造价；结合小湾工程的分析，认为可适当提高小湾坝体及单洞的泄流能力，减少一条岸边泄洪洞。该经验总结为目前及今后高拱坝大泄量工程的泄洪消能布置设计提供可借鉴的经验。     

消能工在白杨河水库的联合应用

针对白杨河水库枢纽工程原设计方案消力池尺寸不足,下游护坦流态不良、冲刷严重的问题,进行了四种不同修改方案的试验研究。通过对原方案及修改方案水流流态的观察,水深、流速、消能率等方面的测量计算,推荐采用“阶梯式溢洪道＋消力墩”的联合消能方案。试验表明,阶梯式消能工可以消除水流的大部分能量,减小消力池及下游护坦的消能负荷。将...     

大孔距深孔梯段爆破开采筑坝石料

深孔梯段爆破采用大孔距布孔方式，使炸药爆炸能量得以充分发挥，破碎率提高，大块度降低，从而获得较理想的堆石坝石料。本文着重介绍大孔距深孔梯段爆破的布孔原则、时差控制，以及在几个水利水电工程中的应用情况。