低堰水力特性和堰型选择

根据大量的试验研究成果，从实用角度对目前应用较普遍的WES实用低堰的水力特性和堰型选择问题进行了一定的分析和总结。且对机翼型堰、驼峰堰等其它低堰作了简要介绍，可供从事堰坝水力学研究及工程设计人员借鉴和参考。     

我省溢洪道特低堰水力设计的一些经验

一、前言我省有岸边式溢洪道10000座以上，其溢流堰大多为特低堰或低堰，若加上修建在宽谷河段的低水头水利水电工程的溢流堰，则我省特低堰的数量更为巨大，在我省水利水电工程中占有重要地位。然而，目前特征婚的水力设计计算，往往难以迅速、准确进行。这主要是由于目前常用的溢流堰堰型大多适用于高堰，若将之应用于特低堰则尚有许多影响因素需予计人，但这方面的研究成果尚不够完善，各家也不尽相同，导致较大误差．甚至可能得到与实际相反的结果。因此，特低堰水力设计计算的进一步探讨和完善，已成为当前我省水利水电建设发展中的一…     

广西柳江红花水电站泄水闸堰型选择

对于坝址处洪水峰高量大，且河床宽度有限的枢纽，为保证建筑物安全和满足上游淹没控制务件，泄水建筑物的布置和设计显得尤其重要。而堰型选择直接影响泄水建筑物的水流条件、泄流能力等．经过多年来的研究，有关高水头泄水建筑物的堰型选择，已经有了比较成熟的经验，而对于低水头河床式水利枢纽，泄水建筑物的堰型选择对水流条件和泄流能力的影响，存在着一些不同的观点、广西柳江红花水电站为低水头电站，在泄水建筑物的设计中，通过对多种低堰堰型进行比较研究，选择了一种新引入的堰型——机翼堰．     

驼峰堰的水力特性研究

驼峰堰是由三段圆弧曲线复合而成堰面的一种低堰，具有结构简单，整体稳定性和断面应力分布较好，堰体低，流量系数高，堰前不易淤积，且对地基要求较低，设计和施工相对简便等优点，因而，国内中小型工程采用较多。本文结合青海雪龙滩电站溢洪道挑流消能方案的试验研究，在几何比尺为１：４０的模型上，对该工程进口段采用的驼峰堰特定体形的水力特性进行了详细的观测，并着重对自由溢流时流量系数随堰顶水头的变化规律，淹没流态判     

湾头水利枢纽工程闸坝堰型比选设计

结合湾头水利枢纽工程的特点 ,从库区淹没、水力条件、枢纽布置及工程投资等方面论述了闸坝堰型的比选设计 ,分析了宽顶堰和低实用堰各自的主要利弊 ,提出了堰型比选设计的总体思路和基本原则。     

观音阁引水工程迷宫堰水力设计及泄流能力分析

结合观音阁大峪分洞迷宫堰的设计实例,分析了迷宫堰水力设计、水流流态以及泄流能力,并通过理论计算和水力模型实验分析了迷宫堰的泄流能力。分析表明,在同等的水头下,迷宫堰的泄流能力明显强过宽顶堰和实用堰的泄流能力,特别是低水头下,迷宫堰的泄流优势更加明显。     

带泄水洞溢流堰水力特性初步研究

水库溢洪道控制段一般为溢流堰形式,而堰体中有泄水洞的溢流堰在水利工程中并不多见.通过以黑山口水库溢洪道溢流堰为例,采用三维数值模拟方法,研究了带泄水洞溢流堰泄洪时的当量流量系数、流态等水力特性,为水利工程设计提供参考.     

黄同水库迷宫堰溢洪道水力设计及试验验证

迷宫堰是溢洪道上一种泄水控制建筑物，是它具有投资省，施工简便，运行可靠等优点，现为国家科委“八五”期间的重点推广技术。本文通过黄同水库迷宫堰溢洪道水力设计的具体实例，阐述了迷宫堰水力要素的影响关系和变化规律，着重叙述了淹没式迷宫堰水力设计的方法和步骤，并通过水工模型试验，对设计理论和方法进行了验证     

驼峰堰的水力特性研究

驼峰堰是由三段圆弧曲线复合而成堰面的一种低堰，具有结构简单，整体稳定性和断面应力分布较好，堰体低，流量系数高，堰前不易淤积，且对地基要求较低，设计和施工相对简便等优点，因而，国内中小型工程采用较多。本文结合青海雪龙滩电站溢洪道挑流消能方案的试验研究，在几何比尺为１４０的模型上，对该工程进口段采用的驼峰堰特定体形的水力特性进行了详细的观测，并着重对自由溢流时流量系数随堰顶水头的变化规律，淹没流态判别，淹没度分析及压力分布等进行了阐述。     

变系数线性量水堰设计

引言在水力、灌溉、环保和化工等工程领域,从来用堰作量水设备,常用的有梯形堰、矩形堰和三角形堰等。而线性堰即比例式堰在某些情况下,较上述各常规堰有较大的应用前景。线性堰由基面、堰口及侧壁组成,设计的堰断面要使流量和水头成线性关系,其流量计算的相对误差正等干水头量测的相对误差,印测流误差与堰上水头大小无关。而其它型式的堰测流相对误差变化很大。多年来,对线性堰进行了许多探索研究的结果表明,无须基面和参照基准面修正的线性堰断面的设计理论和方法还需作进一步的研究。过去所有的研究中部假定流量系数是不变的。而实际上流量系数随堰上水头与堰高之比值有明显变化,致使线性     

WES型复合堰型划分及泄流能力研究

WES型复合堰是由WES堰的堰顶增加一平段衍变而成。通过改变堰顶厚度以及上游堰高形成一系列不同体型的WES型复合堰,由过堰水流流态和流量系数的变化规律,探讨了将WES型复合堰划分为WES型复合实用堰与WES型复合宽顶堰,及将WES型复合实用堰划分为高堰与低堰的划分标准,并在高、低堰的划分标准中考虑了堰顶厚度的影响。此外,按堰型分类给出了设计水位下流量系数的拟合公式,为进一步研究奠定了基础。     

低水头折线型实用堰泥沙淤积影响研究

采用物理模型试验和数学模型计算相结合的方法,研究了上游堰高对折线型实用堰堰面泥沙淤积的影响。结果表明:上游堰高为3 m时,由于上游堰高值较大,且堰顶高程未高于上游河床高程,堰面检修门槽处的底流速和紊动能较大,泥沙不易淤积停留,对检修闸门正常启闭的影响较小。试验结果对类似工程设计具有一定的参考价值。     

驼峰堰在三原西郊水库溢洪道中的应用

驼峰堰是一种堰高很小的复合圆曲线剖面低堰，设计与施工简单，适用于软弱地基条件，其整体稳定性及剖面应力均较好，优点是可获得较大的流量系数，从而提高泄流能力，减少投资。三原西郊水库溢洪道的设计在这方面作了尝试，取得了满意的效果。     

表孔溢流堰体型优化设计及模型试验验证

溢流表孔在水库汛期泄洪中作用显著,成功的表孔溢流堰体型设计是保证其功能有效发挥的重要前提。以浯溪口水利枢纽工程溢流表孔堰面为例,论述了堰面曲线设计及因结构布置需要对WES实用堰体型所作的一些改进,同时通过物理模型试验从泄流能力和堰面动水压力两方面验证了表孔溢流堰体型改进设计的合理性。研究成果对类似工程溢流堰体型优化设计具有一定的借鉴和参考价值。     

CATIA在溢流堰设计中的应用

在以往的溢流堰设计中,堰面曲线都是根据计算的点在CAD中生成,当堰面曲线的参数发生变化时,需要重新生成堰面曲线,技术含量低,耗费时间长。通过三维设计软件CATIA的应用,可以方便地对溢流堰的体型进行设计、修改,减轻了设计人员的劳动强度,加快了设计流程,缩短了设计时间。通过三维效果的展示,设计人员能够从多角度观察设计成果,及时发现设计中存在的问题,减少设计差错,极大地提高了设计水平和工作效率。以溢流堰的体型设计为例,介绍了三维设计软件CATIA在水工建筑物设计中的应用。     

提高溢流堰溢流能力的研究

将溢流堰的轴线布置成折线或曲线，称为锯齿堰或迷宫堰，它与传统的直线堰相比，其溢流能力可提高数倍，因而特别适用于地形受到限制的狭谷形地区无闸控制溢洪道，这种堰不仅泄水效率高，总造价也较低，因此，它是一种应用前景较好的堰型。     

折线型实用堰过流能力研究

折线型实用堰作为低堰应用于中小型水利工程。通过整理前人研究成果,以及对实测试验资料进行分析,提出了折线型实用堰的界限范围：0.67＜δ/H≤1.5～2.0,且0.5≤P/H,给出了自由泄流时流量系数的计算公式。     

迷宫堰及阶梯式泄水陡槽在六道河水电站中的应用

六道河水电站前池布置单侧溢流堰,由于前池长度较小,采用常规堰型不能满足泄流要求,迷宫堰可延长溢流长度,当堰上水头较低时,泄流能力较直线型堰明显增大,工程中采用了迷宫堰形式。迷宫堰后的泄水陡槽由于受到已有建筑物与当地地形条件的限制,采用常规泄水陡槽无法满足泄流消能要求,因此在空间有限的前提下采用了阶梯式泄水陡槽。本文介绍了六道河水电站中迷宫堰和阶梯式泄水陡槽的水力设计和结构设计方法,在阶梯式消能工的计算中采用了数值计算方法进行验证。     

倾斜式水力自控翻板闸门运行稳定性研究

结合江西婺源晓起电站,分析了倾斜式水力自控翻板闸门的运动特性,通过测试脉动压力研究了门体全开时的运行稳定性,并对平底坎和斜底坎2种布置方案门体全开时的运行稳定性进行了对比研究。     

An iterative hydraulic design methodology based on numerical modeling for piano key weirs

Piano Key Weir (PKW) is a special type of overflow weir which provides an improved discharge capacity with its increased crest length. Increased discharge capacity makes this weir an attractive alternative in the rehabilitation of existing spillways. After the introduction of this new weir type, many experimental and numerical studies are conducted to understand the effect of the numerous geometrical parameters on the discharge capacity. However, empirical discharge formulas suggested by different researchers are not conforming to a unique expression mostly due to dependence on the experimental conditions from which they are derived. A numerical approach is used in the present study to investigate the dependence of discharge capacity of a PKW unit on several geometric parameters. Numerical models are developed and three-dimensional velocity fields are computed using FLOW-3D® software. Discharge efficiency of a PKW over an equivalent linear sharp-crested weir is evaluated within the practical range of parameters from 145 numerical solutions for 29 different PKW models. Numerically obtained data is used to form dimensionless expressions for the weir height and length as function of discharge efficiency which are proposed to facilitate an iterative numerical solution to meet the design requirements of a given project. This approach allows cost optimization while dimensioning the PKW for the required hydraulic capacity. The design procedure based on iterative numerical solutions is described and exemplified.