大石涧水库溢流特性与坝下河道冲刷模型试验研究

基于物理模型试验探讨了大石涧水库溢流坝的溢流特性及不同洪水工况下坝下河道冲刷特性,发现大石涧水库溢流表孔体型设计合理,泄流能力满足设计要求;溢流堰面压强分布合理,最小负压值满足规范要求,不易发生空蚀破坏;采用连续鼻坎挑流消能,对泄水建筑物的安全性无影响,但受两岸回流影响,下游护坦末端在小流量条件下会产生冲刷;下游河道主...     

白鹤滩水电站导流洞进出口围堰残埂对导流洞泄流能力的影响

基于白鹤滩水电站导流模型,选取六种围堰残埂高度(高0、1、3、5、7、9m)对导流洞总来流量(分十级流量)的影响进行了试验研究,量测了上游水位、导流洞泄流量等水力特性参数,分析了导流洞进出口不同围堰残埂高度对导流洞泄流能力的影响,并以残埂淹没度作为判别残埂对导流洞泄流能力有无影响的指标。结果表明,残埂高度大于3m时,残埂越高、泄流量越小,残埂对导流洞泄流能力的影响就越大;残埂淹没度临界值约为7,当淹没度大于7时残埂对导流隧洞泄流能力的影响可忽略不计。     

复杂工程条件下的水工模型试验与设计优化

对地处S型双曲河道、地形地质复杂且使得坝址和厂房位置均具有唯一性的水工模型试验与设计优化进行了研究,针对新塘房水电枢纽原设计方案,设计和制作了整体水工模型,并在各项试验分析基础上,提出了设计修改建议,最后重点针对修改方案进行了系统试验研究和消能防冲局部优化试验,并提出了水库大坝运行管理方面的合理建议.试验结果表明,修改方案总体布置合理,在流态、消能防冲和输排沙等方面,均较原方案有明显改善.     

水工消能设施消能率的理论分析及计算方法

由于水工消能设施内水流流态复杂,当水流流态为恒定急变流和非恒定流时,现有消能率计算公式不能适用.为此,基于水工消能设施内流体能量消散的本质,通过能量方程推导出适用于恒定流和非恒定流计算消能率的一般公式,利用重积分数值计算方法和离散函数求导法则处理所提的消能率计算公式,并给出恒定均匀流、恒定急变流、非恒定流条件下消能率的...     

台阶式泄洪槽水工模型试验研究

为验证山西省某森林公园台阶式消能泄洪槽设计的合理性,通过模型试验研究了该消能泄洪槽不同流量工况下的流态、台阶平面压力、流速分布及消能效率。结果表明,在试验流量范围内,泄槽内为跌落水流和过渡水流,掺气不明显;台阶平面压力变化范围为-9.7～24.4kPa,当流量为6m3/s时,出现最大负压9.702kPa;除#3消力池进口处外,三段台阶式消能段均为泄槽底部流速较小,对泄槽底部冲刷较小,泄槽水流表面流速最大;在不同流量下台阶式泄槽+消力池联合消能率均超过了90%,其中大部分能量消散在溢洪道台阶上。研究成果可为类似工程提供参考。     

引硫济金枢纽工程引水防沙及下游消能防冲模型试验的研究

通过模型试验,对甘肃省金昌市引硫济金枢纽工程的泄洪冲沙闸和溢流坝下游消能防冲效果、引水防沙效果及引水隧洞进口段水流流态进行了试验和研究.并以此为依据,为设计部门提供了合理的意见和建议;在此基础上,通过对枢纽工程运用后期进水闸前水流、泥沙的运动特性进行分析和研究,运用“分离流区,束水攻沙”的原理解决了引硫济金枢纽工程的引水防沙问题.     

窄缝挑流的冲刷特性

本文根据窄缝挑流水舌的横向收缩及纵向扩散特征，从能量观点出发，得到了窄缝挑流水舌冲坑平衡水深的估算公式，对于认识窄缝挑流消能减冲机理及工程实践具有重要意义。     

含侧向进流的底流消力池水力学模型试验研究

因地形、地质条件的限制,某些工程需将消力池作为电站尾水排放通道,从而导致消力池在运行过程中出现侧向进流的现象。针对这种布置形式,结合某实际工程在1∶40的模型上对其水力特性进行了试验研究,观测了水流流速、尾水渠水位、水流流态等水力学指标,经对比分析,提出了一种较为合理、经济的侧向进流方式,即跌坎底流消力池+尾水涵管体型。试验结果表明,该体型不仅有效地利用了地形,还妥善解决了消能防冲与电站尾水衔接问题。     

一种新型溢流坝面结构的消能效果及空化特性研究

发展新型溢流坝面结构对提高大坝的泄洪消能能力有重要意义.针对高坝水头高、下泄水流能量大而传统坝体消能效果较差、工程下游河道冲刷严重的问题,设计研发了一种包含分道挑流结构的新型溢流坝面结构,通过室内水力试验观测其挑流消能效果,引入消能率的概念定量测算溢流坝面结构的消能效果,同时通过数值模拟试验讨论溢流坝面结构空化特性及冲...     

连续弯道间航运枢纽泄流能力模型试验研究

拟建龙尾洲枢纽是一座以航运为主,兼顾防洪、水资源和水生态环境保护的低水头航运枢纽工程。坝址上下游各有2个连续弯道,坝址所在顺直段也较短,河道边界条件不利于工程后顺畅泄洪。为优化并论证拟建该枢纽总体布置方案的可行性,采用比尺为1∶80的整体水工物理模型,在水动力验证相似的基础上,对枢纽泄流能力进行试验研究,揭示了典型洪水条件下原设计方案的泄水闸过流分布和流量分配特征,阐明了原方案的不足及相应优化思路,提出了切除边滩的改善措施。通过优化方案试验,验证了泄流能力可以满足设计要求。研究结果可为本项目设计及类似工程提供参考。     

白岩滩水库工程导流洞进口洞口段开洞及支护方案的研究

白岩滩水库工程导流洞进口洞口段工程地质条件恶劣,施工干扰大,渡汛工期紧。采用喷锚支护洞脸边坡,洞口明挖3m浇筑钢筋混凝土明拱,防止了洞口滑塌、进口段塌方的恶性事故发生,保证了导流洞工程的顺利施工。     

拱坝弧形分流墩鼻坎优化试验研究

针对某工程挑流消能对下游河道冲刷破坏严重的问题,采用水工模型试验方法,提出在表孔反弧段增加弧形分流墩的优化方案来解决消能问题。通过对优化前后两种方案的试验数据对比,深入分析了不同工况下弧形分流墩过流时的水流流态和对下游的冲刷特性。结果表明,弧形分流墩方案的溢流坝表面流速稳定,未出现负压,过流能力良好;弧形墩能较好地分散水流,控制水舌的入水方向,使水流在空中发生横向碰撞,消能效果明显。     

斜鼻坎挑流消能在黑石罗水库的应用

针对黑石罗水库现状连续式鼻坎消能效果较差,可能威胁河床及岸坡稳定的现状,通过水工模型试验,将挑流消能连续式鼻坎优化为斜鼻坎,即将鼻坎挑射角度由定值调整为渐次增大,同时偏转大角度挑射一侧反弧段边墙至泄槽轴线位置,去除小角度挑射一侧边墙及部分反弧段底板,迫使出坎水舌在平面上转向的同时沿竖向大幅拉开,在保证出射水流平顺归入河床的同时,增大挑射水流和空气的接触面积,最大限度消除水体能量,从而降低水股对落点的冲刷,达到保护河岸及相邻建筑物安全的目的。试验结果表明,斜鼻坎可以很好地适应狭窄地形条件,有效降低挑射水流对鼻坎下游的冲刷。研究成果为类似工程提供了参考。     

白鹤滩水电站右岸导流洞出口错动带及断层 影响带帷幕灌浆研究与分析

为了解决白鹤滩水电站导流洞区域内的层间层内错动带、弱风化及卸荷岩体、断层影响带等经灌浆处理后的防渗效果,导流洞帷幕灌浆施工提供依据,并指导后期大范围帷幕灌浆施工。通过对右岸导流洞进出口采用“小口径钻孔、孔口封闭、孔内循环、自上而下分段灌浆”的整体方案。对于地质条件复杂裂隙部位采用限量、待凝复灌、不限量正常灌注、不限量间歇灌浆等灌浆方式进行灌浆。经灌浆后,该区域灌后透水率满足不大于3 Lu的设计要求。灌浆施工工艺及参数在技术上可行,成本经济合理,施工质量得到保证,对后续白鹤滩工程坝基及引水发电系统高标准的防渗帷幕灌浆具有指导性意义     

基于光滑粒子流体动力学方法的表中孔泄流模拟

针对表中孔泄流问题,基于光滑粒子流体动力学方法,建立了表中孔泄流冲击水垫塘模型。采用人工粘度、密度近似、镜像虚粒子控制等技术,模拟了双孔同时泄流在空中交汇碰撞、冲击下游水垫塘后产生水舌漩涡、再入水过程,同时验证了溃坝模型验证方法的合理性。结果表明,开始泄流时中孔压强为13.60 kPa,中孔水流冲击下游水垫塘时最大速度为4.57 m/s,数值模型可准确模拟出表中孔泄流过程,说明基于光滑粒子流体动力学方法的数值模拟可准确处理流体大变形问题,可为表中孔泄流分析和坝身优化设计提供参考。     

猴子岩水电站多级洞塞泄洪洞水力特性试验研究

通过物理模型试验和数值模拟计算,对比研究了不同有压出口高度时多级洞塞泄洪洞各项水力特性参数,分析了出口高度对泄洪洞泄流能力、洞身压强及消能率的影响。结果表明,随着出口高度的降低,泄洪洞泄流量减小,流量系数增大;洞身压强整体呈增大趋势,出口压坡高度的变化主要对洞塞及其以后洞段的壁面压强影响较大,而对上平段影响相对较弱;泄洪洞整体消能率逐渐减小,出口高度对竖井洞塞和压坡洞塞消能率影响较大,而对水平洞塞组的消能率影响甚微。     

转叶孔板螺旋流消能的影响因素试验分析

为解决供水工程中的过剩水头问题,常在有压输水管道中配置合适的消能装置,转叶孔板螺旋流消能是一种新型的内消能方式,通过转叶孔板螺旋流消能装置的水力特性试验,可知影响转叶孔板螺旋流消能效率的主要影响因素有雷诺数Re、转叶孔板开口角度和孔板之间的相互扭转角度,还有试验装置结构的设置。根据试验数据计算分析各个影响因素对消能效率的影响。结果表明,转叶孔板螺旋流消能效率与转叶孔板之间的扭转角成正比,与雷诺数成正比,与转叶板的开口角度成反比。试验装置在进口段和出口段设置管径突变均对消能有利,该装置比与其消能原理类似的孔板消能装置更实用,且消能效率更高,对下游建筑物设施起到良好的保护作用,可推广应用。     

一种新型燕尾坎消能工的流态和消能分析

为了提高孔洞类泄水建筑物的出口消能率,同时避免出口水流堵塞和空蚀破坏,提出了一种带跌坎和反坡的燕尾坎消能工。物理模型试验表明,燕尾坎中间槽的作用使出流分成两股,水流纵向拉伸,减小了落点水舌的平均流速,并使水舌掺气增加,消能率提高;设置跌坎和反坡,通过跌坎掺气和反坡对中间股水流的引导作用,避免消能工的空化和出口流动的水流阻塞,并在中间反坡的引导下,中间水舌按预设方向入水。与传统连续坎消能工相比,该消能工消能率提高15%左右。在分析消能率影响因素的基础上,给出了所提消能工消能率的经验表达式,为孔洞类泄水建筑物的出口消能设计及施工提供了参考依据。