水流掺气对明流泄洪洞及挑坎水力特性的影响

水流充分掺气可以避免高流速泄洪设施发生空蚀,但也会改变相关水力特性。通过对某大坝泄洪洞掺气设施水力模型试验及关于水流表面自掺气发生条件的相关分析,提出了在全程流速超过38 m/s,长度达550 m的明流洞内仅布置一级掺气设施的建议,较通常情况减少了两级;并针对泄洪洞出流方向与河道流向交角达60°的特点,研究提出了一种大差动异型鼻坎消能工。水工模型试验成果表明,其挑流水舌沿河道纵向扩散良好,水舌外缘与河道对岸保持了30 m以上的安全距离。该泄洪洞建成后经历了高水头、较长时间的泄洪运行,明流洞和鼻坎消能工均无空蚀发生,但挑坎水舌却冲刷到对岸边坡。     

南水北调东线工程山东段水量分配方案研究

对南水北调东线工程山东段水量调度方式进行了研究,建立了水量分配的概化模型,提出了分配方案编制模型的功能要求,进行了模型设计,建立了模型与方案编制系统的接口,以及方案编制系统的功能模块。该模型可以制订年、月、旬不同时段长度的分水口门水量分配计划,并将细化的旬计划下发到实时调度模型。本模块上与日常业务处理子系统衔接,下与实时调度子系统衔接,并可以根据用水户的反馈意见滚动修正水量分配计划。     

基于降雨分析的窄缝挑坎消能工水翅特性研究

通过建立窄缝挑坎消能工物理模型,模拟研究出射水流的激溅水翅问题。通过调整窄缝挑坎体型参数( 弗氏数Fr、收缩比 β、挑角 θ)以获得不同出射水流条件,进行对比试验分析水翅的成因及其引起的降雨量区域强度变化趋势,甄别影响水翅形成及其强弱变化的主要水力参数,总结其变化规律。研究表明,窄缝消能工水舌的外缘挑距和入水长度均会随着弗汝德数Fr的增加而增大,挑坎下游典型区域的雨量分布亦随之发生变化;随着窄缝收缩角的增大,急流冲击波波角逐渐变小,水翅向岸边扩散的角度变小,冲击波交汇点距离窄缝出口更近,降雨向岸边扩散的范围也逐渐变小;此外收缩比与水舌外缘挑距和入水长度变化成反比。本研究成果可进一步加深对窄缝挑坎消能工水力特性尤其是水翅形成机理的认知,为工程实践提供优化依据。     

窄缝挑坎水翅轨迹及降雨特性研究

窄缝挑坎因边墙收缩形成的水翅击打岸坡,可能会对岸坡稳定构成威胁,而相关研究鲜见报道。为了揭示该消能工水翅运动规律及其形成的降雨强度在下游临岸侧的分布特性,通过建立系列物理模型,开展了窄缝挑坎收缩比和挑角与水翅特性间关系研究。结果表明:随着收缩比减小,水翅被抛射得越高,次生水翅引起的降雨分布区域位置上移、范围增大;随着挑角减小,水翅顺水流向运动轨迹变化不大,但横向扩散加剧导致降雨横向分布范围增大。在此基础上提出了次生水翅横向扩散系数的概念,可用于预测不同挑坎体型下次生水翅引起下游降雨范围的形状特征。该成果可丰富窄缝挑坎研究内容,扩大研究范围,并为其体型设计提供更全面的理论依据。     

节制闸控制规则对南水北调工程应急调度的影响

以南水北调中线工程为例,在中线工程正常调度一维数值模型的基础上建立应急调度反应模块,分别选取上中下游典型渠段作为计算案例,从首部陶岔节制闸、事故闸关闭速率等方面来研究不同方案的节制闸控制准则对全线渠段紧急调度时退水量、稳定时间等参数的影响,为中线工程应急预案的建立提供参考.     

南水北调中线建设管理局领导莅临长江科学院进行工作调研

2014年12月4日,南水北调中线建设管理局副总经济师李舜才、合同部李庆中处长一行4人莅临长江科学院水力学所进行工作调研,水力学研究所黄国兵所长、王才欢副总工程师、段文刚主任及项目组相关成员共7人参加了座谈,长江勘测规划设计研究院规划处黄会勇副主任也应邀参加了座谈。水力学研究所首先就承担的《南水北调中线一期工程总干渠供水调度方案研究及编制》中第八个专题——应急预案分解及对策》项目的研究进展情况作了简要汇     

示踪法定量分析水流连通问题

为定量分析地下水流的水量分配比例,进行了连通试验。试验以示踪剂罗丹明为媒介,利用其受特定波长光照会激发荧光的特性,采用高分析度荧光分光光度计探测示踪剂溶液荧光强度,进而建立示踪剂浓度-荧光强度曲线。试验中在某地域上游溶洞入口投放示踪剂,并在下游出口回收样品,探测其荧光强度,同时进行流量测量。根据已建立的示踪剂浓度-荧光强度曲线分析计算,得出样品中示踪剂的质量,进而根据物质质量守恒定律和示踪剂运移扩散理论推算得到上下游水量分配比例。通过试验结果分析发现：采用本方法能较准确地探测出上下游水量的分配比例,试验方法可行,结果可信,可为解决类似问题提供参考。     

四川呷榴三级电站底格栏栅坝水力计算

底格栏栅坝取水枢纽具有结构简单、施工及运用方便、节约投资、不改变河道形式并能有效排除大粒径推移质等优点。根据四川呷榴河三级电站底格栏栅坝取水枢纽的设计研究,总结了底格栏栅坝满足引水排沙并兼顾生态环境功能的水力设计过程,对底格栏栅进流的水力计算、取水廊道无压流的水力计算及底格栏栅坝的泄流计算进行了详细论述。对于改进和完善底格栏栅坝取水枢纽设计建设具有参考意义。     

南水北调中线工程主要水力学问题研究

南水北调中线工程线路长、控制建筑物多,沿线地质条件复杂、地理环境和气候条件差异较大,其工程设计、建设及运行过程中的水力学问题突出且技术难度大。长江科学院经过几十年的系统研究,取得了丰硕的研究成果并成功运用于工程中。对其中的总干渠渠道糙率问题、节制闸流量计算公式、穿黄隧洞布置形式及水力特性、突发事件下渠道应急调度、冬季冰期输水等几个主要方面的水力学研究成果进行了阐述和总结,可为中线工程运行调度提供技术支持及供类似工程设计借鉴。     

三峡水库不同应急调度方式对库区水华抑制作用初步研究

河道筑坝蓄水后易爆发水华现象,在短期内要减轻对生态环境的影响,可以通过改变水库调度方式,使其对河流突发性生态环境的恶化影响降到最小程度。文章以三峡库区水华暴发为背景,以枢纽实际运行状态为依据,通过9种可行性应急方案的数值模拟计算,分析三峡水库水位消落阶段坝前水流特性,阐述枢纽调度对水华的影响,研究三峡水库抑制水华暴发的最优调度方法。研究表明:方案5在运行初期水体交换率较大,效果明显。