闸站并列布置工程泵站前池流态改善

为研究闸站并列布置工程泵站运行时清污机桥位置对前池内水流流态的改善效果，以南水北调东线刘山泵 站工程为例，基于 Navier-Stokes 方程和 Standard?k-ε 湍流模型对前池原设计方案和改进设计方案的进水流场进行 了定常数值模拟，分析比较不同开机组合时前池流场分布和流道进口后断面的流速分布均匀度及速度加权平均 角度，并进行水工模型试验验证。结果表明：原设计方案前池在 4 号和 5 号机组进水流道进口前存在回旋区，4 号 机组流道进口前产生有害吸气旋涡；改进设计方案前池将清污机桥整体向泵房方向移动 25?m，并将节制闸与泵站 间导流墙长度减短使其头部与清污机桥墩齐平，不仅消除了 4 号机组流道进口处有害吸气涡，还将 4 号机组进水 流道进口流速分布均匀度平均提高 2.5%，泵站进水流态改善显著。通过调整泵站进口清污机桥桥墩位置解决了 前池流态存在的问题，不需再另增底坎、立柱和导流墩等措施，研究成果可为同类型工程研究提供参考。     

多机组泵站复合前池水流流动数值模拟研究

对某多机组泵站复合前池水流流动进行了CFD数值模拟计算,结果表明:复合前池各自泵房机组水流流动区域都出现了大范围回流区和低速区,水流流态紊乱,严重影响进水池进水均匀性;各泵房进水池有多台机组处于流速分布低速区和前方进水回旋等不良进水条件,甚至出现大尺度回旋;该多机组泵站复合前池平面布置图不合理,须进行CFD数值模拟或水工模型试验水力优化,获得最优水力性能。     

某泵站前池流态模型试验研究

某闸站结合式泵站结构形式复杂,前池易存在严重的不良流态.该文以某泵站为例,采用物理模型试验对其前池的流态进行预测,在设计水位抽排工况下,6台泵全开、自排孔关闭时进行模型试验,为某闸站结合式泵站前池流态分析提供参考.试验结果表明:原设计方案下,前池内出现逆时针方向的回旋流动且回旋流动的范围主要位于导流墙的周围,从而容易在...     

弯道河段下游泵站进水前池流态及整流措施

为改善弯道水流在泵站前池引起的偏流、回流、吸气旋涡等不良流态,基于FLUENT软件,将雷诺时均N-S方程与RNG k-ε双方程紊流模型应用于某实际工程侧向进水泵站前池的三维数值模拟中,对比分析整流前后泵站前池及进水流道流态的流速、流线变化,并建立流速分布均匀度目标函数,定量分析泵站进水流态的优劣。结果表明:在前池增设复合式导流墩并延长导流墙能够有效地调整弯道水流流向,减弱前池中的偏流和回流,提高水流的顺直度与均匀度,改善泵站进水条件,提高枢纽运行的工作效率。     

富池口泵站进口整流试验研究

鉴于富池口泵站前池是典型的侧向进流,使得泵站10台机组进流分部不均,特别是靠近引水渠的2台机组,进水流量偏少,水流条件差,进口易形成立轴旋涡引起机组运行振动,降低了机组运行效率和使用寿命问题,通过模型试验研究,确定了合理的曲线导流墩布置方案,能有效地进行分流导流,明显改善了整个泵站进口的水流条件,使得各机组进流量分配均匀,水流平顺,基本消除了进口回流和旋涡。     

不同开机组合下泵站前池与进水池中的水流流动特性

泵站前池和进水池能够为泵站提水提供良好的保障。运用立式离心式水泵泵站模型,在参数确定后,构建泵站前池与进水池计算模型。基于此计算模型,制定8种不同的开机组合方案,进行前池与进水池的流态、吸入管进口的流动、瞬间流动特征的分析,进而研究不同开机组合下泵站前池与进水池中的水流流动特性,揭示不同开机组合对泵站前池与进水池内部水流流动的影响,为泵站的安全稳定运行提供有利支持。     

西淝河闸站工程开孔导流墩整流试验研究

针对西淝河闸站工程在闸、站单独运行时存在的回旋和斜流问题,采用整体正态模型对闸站工程进行水工模型试验研究。在抽排水工况下,设计了不同导流墩长度,不同导流墩开孔尺寸包括开孔宽度、开孔间距、开孔高度等7种导流墩整流方案;其中对仅25 m长导流墩方案和导流墩最优开孔尺寸方案进行了自排工况下自排闸的过流流态及流速分布研究。通过对比各方案下导流墩侧回旋区面积大小及各孔流速均匀度,建议导流墩长25 m,开孔宽4.5 m,相邻的孔口间距6.25 m,开孔高度5 m。5#和6#流道中间加设1 m短隔墩的方案可减小泵站前池及闸前水流回旋区域,改善水流流态,提高各孔流速均匀度,为泵站机组及水闸运行提供良好的水力条件。试验研究结果可为闸站结合工程选择导流墩整流方案提供技术参考。     

城市排水泵站水力特性及整流措施

为了解弧形进水箱涵城市排水泵站水力特性,探寻改善泵站内部不良流态的整流措施,采用数值模拟方法对城市排水泵站水力流态及整流措施进行研究,并通过物理模型对整流效果进行验证。研究结果表明：弧形进水箱涵城市排水泵站的前池存在主流偏斜与分离流动现象,前池主流集中在中上层,中下层出现大范围的立面环流,底层存在回流,进水池内流态紊乱并出现旋涡,导致水泵进水不够顺畅;设计优化的“方形立柱+组合横梁”的组合式整流措施能够改善前池和进水池的水力流态,前池内的偏流和分离流动消除,底层回流消失,进水池旋涡得到有效抑制,3台水泵进水流道入口流速分布均匀度分别提升了12.0%、8.7%、8.3%,入流速度加权平均角分别提升了7.08°、9.07°、11.40°。     

江都三站综合技术改造初探

针对１９６９ 年建成的江都三站存在主泵空蚀破坏严重、电动机效率下降、电气设备老化、进水流态紊乱、出水流道发生沉陷等问题，结合江都三站工程设施的实际情况，对主泵、电机、进水前池、进出水流道及电气设备等提出了改造建议，供泵站改造及泵站建设设计时参考．     

深层隧道进流式泵站前池流态及整流措施研究

为改善深层隧道进流式泵站前池内的旋流、偏流等不良流态,基于RNG k-ε 湍流模型对前池流态进行数值模拟,研究适用于此类城市排涝泵站的整流措施。数值计算结果表明:泵站前池、进水池内存在局部立面旋滚、螺旋流、斜向流、流速分布上高下低等不良水力现象,致使泵站进水流道水力条件不佳;采用双层环形板和两组导流墩的组合式整流措施可抑制前池、进水池中的立面旋滚、螺旋流和斜向流流态,从而有效改善流道的进水条件,提高进水流道进口处流速分布均匀度,使泵进水状况变好,提高泵站运行的可靠性。     

洞庭湖区电排站前池防渗处理措施探讨

由于特殊的地质地貌条件和水特性，在洞庭湖区电排站的前池和进水渠经常存在渗漏和管涌现象，导致电排站前池和站房出现不均匀沉陷和开裂，严重已危及到大堤的防洪保安．以屈原垸推山咀电排站为例，经过理论分析计算和不同方案的技术经济比较，推荐采用钢筋混凝土铺盖方案对前池进行加固处理．经2003年和2004年洪水的考验，防渗效果良好．     

泵站工程结构布置方案比选分析

刘山北站在改造时有三种结构布置型式,即主站身与虹吸式出水流道分开布置、主站身与平直管出水流道整体布置以及主站身与虹吸式出水流道整体布置,每种方案都有各自的优缺点。对各方案进行比选研究并选择最优方案是该泵站工程在设计中的一项重要工作。首先对刘山北站的三种结构布置方案进行初步比选,然后对不同工况下的三种方案进行三维有限元结构计算与分析,分析比较不同方案的水平和竖直位移,比较底板、闸墩、流道的应力状态,为刘山北站工程的结构布置方案比选提供理论依据。分析结果表明:分离式底板与虹吸式流道结合方式布置的结构的位移、应力状态较好,推荐设计时采用该方案。     

哈峡加尔水电站泄水陡坡模型试验优化设计

泄水陡坡在压力前池中占据较重要位置,其布置形式应满足地形、地质及排冰泄水等要求。哈峡加尔水电站位于天山西部北坡,冬季寒冷积雪较深,压力前池采用正向排冰侧向分层引水的布置形式,泄水陡坡采用三级消力池消能,并结合悬栅辅助消能工,消能效果显著,满足设计要求。     

淮安三站结构振动特性及抗振分析

为分析淮安三站的结构振动特性及成因,采用有限元动力分析方法,根据灯泡贯流式泵站的结构特点,建立三维有限元模型,深入分析了淮安三站结构的自振特性、动力响应及振动成因,并针对振动问题进行了抗振减振措施研究。结果表明:淮安三站振动主要成因为下部结构与水流脉动压力发生共振,在水流脉动压力作用下淮安三站泵房结构所产生的动位移较大,基本接近建筑结构振动允许位移值标准;通过增加泵房楼板厚度和加大梁截面尺寸等措施可达到抗振减振的目的。     

泵站侧向进水三维流动数值模拟

为研究闸站枢纽泵站进水流动特性,运用三维湍流数值模拟的方法,模拟了枢纽进水流动形态,对进水回流的形态及位置进行了计算分析。结果表明:枢纽泵站前池流态的主要影响因素为闸站结合部隔流墙及上游河宽与前池宽度的比值;在各种流态改善措施中,前池设置导流墙能取得较理想的整流效果;对于闸站合建枢纽此类侧向进水流动,底坎、底坡等措施整流效果不大。     

Tests of two types of bypass for downstream migration of eels at a small hydroelectric power plant

Efficiencies of two types of bypass, a surface and a bottom sluice, were tested for the natural downstream migration of silver eels Anguilla anguilla at a small hydroelectric power plant at Halsou, on the River Nive in France. Naturally migrating eels were caught after their passage through either bypass. A total of 637 eels were trapped during the three‐year study. Total efficiency for both bypasses, evaluated on the basis of downstream movement of radiotagged eels, ranged from 56% to 64%. Given a bias due to hydrological conditions at the time of the runs, the precise efficiency of each separate bypass was not calculated. However, preferred passage through the bottom bypass for both tagged and untagged eels was confirmed by telemetry, as three to four times as many eels transited through the bottom bypass compared to the surface one. The behaviour of 74 individuals released in the forebay was observed by radiotelemetry. Close to half of the radiotagged eels returned up the headrace after their release, and most eventually migrated downstream over the dam with appropriate environmental conditions. Upon arrival at the power plant, eels displayed foraging behaviour in the forebay with frequent displacement interrupted by long resting periods in zones with low current. The repulsive effect of the trashrack located in front of the turbine intake increased with increasing turbined discharge. The study indicated that a trashrack with a smaller bar‐spacing (around 20 mm), associated with an appropriate bypass, could deflect a large proportion of the female eels from the turbines. However, this solution needs to be tested on site to quantify the risk of mortality due to impingement on the trashrack. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

Modelling algae transport in coastal areas with a shallow water equation model including wave effects

The transport of algae in the marine environment is becoming a major issue for integrated sustainable coastal management and can be nowadays investigated through numerical modelling. The Shallow Water Equations are a suitable tool for this purpose. In the framework of the present study, they are used to perform predictions of algae transport in the vicinity of a harbour, combined to a 3rd generation spectral wave model to take account of near-shore currents induced by wave breaking in the surf zone. The simulated paths of algae have been proved to be very sensitive to the effects of those wave-induced currents and exhibit a behaviour in acceptable agreement with on site observations. In particular, the effects of waves on currents is required to qualitatively predict the large recirculation pattern observed in the vicinity of one of the dykes of the harbour. This recirculation is suspected to be one of the major mechanisms of algae dynamics in this area of the coast. Stochastic (random-walk) diffusion was also tested to account for local dispersion of algae due to large turbulent eddies.     

一座岸边水下泵站的设计布置

阐述了一座岸边水下泵站设计布置,它是根据黄河北干流山谷河段水位变幅大,以及站址地形条件而设计的。在高水位运行时段和洪水期,主厂房全部淹于水下;副厂房布置在高于校核洪水位的塔井内,塔井兼作交通井,充分利用了厂房空间,解决了水位变幅大的岸边泵站取水问题。为了缩小在黄河中构筑围堰的规模,将前池布置在厂房的一侧,进水闸轴线与前池内圆周接近相切,形成池内环流,防止泥沙淤积。文中创意可供类似工程设计参考。