黄山洞水库溢洪道除险改造消能研究

黄山洞水库溢洪道陡槽段为变宽、变坡的梯形断面陡槽,由于其溢洪道泄流能力不足、陡槽段坡面结构老化和开裂、下游河道河床下切和水位下降、消力池消能不充分等原因,需进行除险改造。通过水力模型试验,将原溢流宽顶堰修改为驼峰堰,满足了溢洪道泄流能力要求;陡槽段设置了不连续的外凸型价梯,削减了溢洪道陡槽段泄流能量,降低了陡槽段和下游消力池入池流速,改善了陡槽段流态,妥善解决了溢洪道下游消能防,中问题。本项目成果已付诸工程实施,效果良好。     

某山区溢洪道流态优化和消能试验研究

某山地溢洪道入流角度过大,且水流受圆弧段弯道离心力的影响,溢洪道外侧水体壅高明显,严重影响下游的衔接消能。在不改变原平面布置情况下,采用物理模型试验方法对溢洪道进行了优化设计,上游入水口及弯道衔接段设导流墩,下游陡槽段采用台阶式溢洪道的防冲消能体形,并对水流流态及消能率等方面进行了试验研究。结果表明:上游进口段水流分布均匀,衔接段水面线明显降低,台阶段呈现稳定的滑行流。实测台阶式溢洪道消能效率达到了87%,消能效果良好,流态稳定。     

曲江县西牛潭水库溢洪道加固工程消能试验研究

结合韶关市曲江县西牛潭水库溢洪道加固工程多弯道二级陡槽水工模型试验研究成果，对陡槽段和消力池消能工的流态、消能等水力特性进行分析研究，并在溢洪道二级陡槽段采用了阶梯消能工方案，试验成果表明方案切实可行并已被工程设计采用。     

乌拉泊水库溢洪道消能防冲模型试验研究

乌拉泊水库溢洪道既有转弯段也有陡坡泄槽段,转弯段凸岸和凹岸水深、流速相差较大,陡坡段流速大、流态复杂,下游消力池消能率低、流态紊乱。通过模型试验,将转弯段改造成消力池,有效地控制了弯道离心力的作用,借助糙条的作用降低了陡槽内流速,使水流能较快地在横断面上重新均匀分布,使改建后的溢洪道水流条件得到了改善。     

人工加糙技术在乌拉泊水库溢洪道陡坡段中的应用

乌拉泊水库溢洪道的陡坡泄槽段上下游水面高差大,流速大、流态复杂、下游消力池消能率低,通过在陡坡泄槽段底板设加糙条的方法降低了陡槽内流速,改善了各段的水流流态。此做法可供类似工程参考。     

孔板在改善溢洪道弯道急流流态中的应用研究

为了在较短的距离内消除经圆弧溢洪道集中下泄水流的大部分动能,并改善水流在平面及过水断面上的流态,根据弯道急流的特点,并结合龙屯水库弯曲溢洪道的工程实践,对在溢洪道上设置的孔板消能工进行了模型试验研究。结果表明：在溢洪道泄槽上设置孔板,可改善弯道冲击波在光滑溢洪道上形成的折冲水流的恶劣流态,使消力池内涌浪高度减小,水流流态相对稳定,主流冲击波基本消失。对整个试验过程作了详细介绍。     

重庆市隘口水库弯道溢洪道水流特性试验研究

针对隘口水库溢洪道弯道段内同时存在横向与纵向坡降、挑流消能出口轴线与下游天然河道走向存在一定角度交叉导致的水力条件复杂问题,通过水力学模型试验,开展了溢洪道消能防冲效果方案和改善水流流态的优化研究。研究结果表明:在弯道段增设斜槛和改常规挑流鼻坎为扭鼻坎,能有效地改善弯道内水流流态和消能防洪效果。     

沟水坡水库溢洪道弯道水流及消能试验研究

沟水坡水库溢洪道除险加固工程受地形条件限制体形复杂,涉及弯道、收缩等复杂的水力学问题,为了验证原设计方案的合理性,采用几何比尺1∶50的正态水工模型系统研究了溢洪道的泄流能力、流态、流速、压力及下游消能防冲情况等。针对弯道水流和下游消能不佳的问题,通过在溢流堰段增设导流墩,使水流分布均匀且主流居中,流态较原设计方案明显改善,不仅消能效果提升显著,而且减少了水流对右岸边坡的淘刷。     

凤凰水库弯道溢洪道流态控制设计

在凤凰水库溢洪道弯道陡槽段的设计中，综合运用了导流墙和渠底超高措施，有效地调整了弯道控制断面的动量分配，改善了弯道水流流态。实践证明导流墙、渠底超高组合设计方法在凤凰水库陡弯溢洪道水流流态的控制上取得了较好的技术经济效果。     

一种布置形式复杂的溢洪道消能探讨

对一级陡槽段接缓坡转弯段再束窄变二级陡槽的溢洪道，如果不及时对陡槽段进行消能，高流速水流将在转弯边墙的偏转下，产生水流集中甚至出现菱形冲击波，危及下游安全。针对这种情况．提出了对一级陡槽段采用多级消力池，二级陡槽段采用挑流的消能建筑物型式，并通过水工模型试验研究表明，消能效果十分理想．可确保建筑物本身及下游的安全。     

明渠曲线渐变段体型求解新方法研究

明渠渐变段体型对渐变段中的水流形态有很大影响。为了解决明渠渐变段与下游水流的扩散衔接问题,消除明渠渐变段下游菱形冲击波的影响,根据冲击波特性和辐射水流基本关系,采用冲击波简化积分式,并考虑到渐变段水流与下游衔接,按刘韩生曲线边墙窄缝挑坎计算方法算出明渠曲线渐变段边墙体型,且该方法能够计算渐变段中的水面线。试验表明明渠曲线渐变段中水流平顺稳定且水面渐变升高。渐变段后水流正常,为均匀流,无菱形冲击波的影响,故能够解决水流扩散衔接的问题,该方法可以运用到明渠曲线渐变段边墙体型设计中。     

利用斜槛消减弯道急流冲击波的应用

泄水建筑物在陡槽段由于地形、地质条件等因素限制常设置有弯道,这种情况下,当水流通过时不可避免将产生急流冲击波,对工程安全运行极其不利,为此,实际工程须采取相应措施对之加以处理。本文围绕克纳普所提的斜槛法,结合桑株河水库、平定河水库、凤凰水库等工程实践,对斜槛设计及布置进行了归纳总结。实践成果表明:斜槛法的合理应用对消减弯道急流冲击波能起到显著效果。     

双河水库溢洪道水力特性试验研究

受地形限制,双河水库溢洪道进口段形式较为复杂,致使控制段横向水深分布极为不均、泄槽段出现明显菱形冲击波及横向水面差。为改善溢洪道的水流流态,对进口导墙布置及控制段闸墩体型进行局部修改。修改后,控制段及泄槽水流流态得到了明显改善。试验成果对类似的工程设计具有参考借鉴意义。     

溢洪道阶梯陡槽段水面掺气位置试验与计算探讨

外凸型阶梯式消能工是应用于溢洪道陡槽段上的一种新型的辅助消能工。目前溢洪道陡槽段外凸型阶梯式消能工已在水利工程中得到了应用,但对此类型阶梯式消能工水力特性的研究成果仍较少。本文在5种坡度比和不同阶梯体型(包括阶梯高度、阶梯间距等参数)的阶梯陡槽溢洪道水力模型试验研究的基础上,对溢洪道阶梯陡槽段水力特性进行研究探讨,分析了陡槽段坡度比、阶梯跌坎体型参数等对溢洪道陡槽段泄流流态的影响,并将阶梯陡槽段泄流分为光滑水流区和掺气水流区两部分,提出了外凸型阶梯陡槽段水面掺气断面位置和水深的计算公式。本文研究成果可为溢洪道阶梯陡槽段沿程水面线和消能计算提供参考。     

三峡大坝左导墙长度优化设计

左导墙位于泄洪坝段与左厂房坝段之间的导墙坝段下游。其作用是将河床中部的泄洪消能水流与左电厂尾水渠隔开 ,避免泄洪时高速紊动水流与左电厂尾水出流的相互干扰和不利影响。经对泄洪建筑物体型优化后 ,减轻了坝下冲刷 ,有利于消能防冲 ;消能后水流对左电厂尾水渠的影响也相应减轻 ,使左电厂尾水渠流态有明显改善。这说明存在可适当缩短左导墙长度的可能性 ,经试验研究 ,缩短左导墙长度 52m。     

多弯段溢洪道加设导流墩糙条后水流三维数值模拟

"635"水库为多弯段溢洪道 ,为了充分体现加设导流墩糙条等辅助消能导流措施对多弯段溢洪道水流的影响 ,通过标准 k- ε模型和VOF多相流方法并建立三维数学模型 ,得到了溢洪道各典型断面流速大小以及水深的分布规律.数值模拟结果与模型试验结果对比表明 ,使用的数值模型能较精确地模拟加设辅助措施后溢洪道的水流流态.结果表明溢洪道水流由于受导流墩糙条等辅助消能导流措施的影响 ,能有效控制弯道环流的发生以及缩短纵向流速分布调整的距离.从而为多弯段溢洪道的水力设计提供可靠的理论依据.     

一种消除陡坡弯道急流冲击波的新措施

卡群一级水电站为消除陡坡弯道冲击波采取了消能栅和导流消能板新措施，该项措施在上级陆坡段以消能为主，弯道采用消、导结合的方式，经一年多的实际运行，表明该项措施较好地解决了大底坡急流弯道流态的控制问题，施工方法简便，工程投资小，原建筑结构基本保持不变，冬季运行较为理想，可推广应用地其他类似的工程。     

跌坎型底流消能工跌坎深度在工程优化设计中的应用

以某工程导流泄洪隧洞底流消能工为试验研究对象,原方案试验中,在闸门半开工况下,下泄水流出现脱离泄槽底板现象,不利于下泄水流的消能,经研究,改变压坡段底板坡度,同时将泄槽的两个坡段改成一个坡段;原方案底流消能工消力池内均发生远驱式水跃,消能效果差,通过研究采用以最大临底流速为控制目标的最小跌坎深度计算公式,确定消力池底板高程。经两次优化试验后,消除了闸后水流脱离泄槽底板的现象,下泄水流流态稳定,消力池内形成稳定的淹没水跃消能,出池水流与下游水流衔接较好,消力池内临底流速和时均动水压强均明显降低,消能效果好。     

不同组合连接体形下旋流式竖井水力特性试验研究

通过物理模型试验和理论分析相结合的方法研究了不同组合连接体形下旋流式竖井的水力特性,总结出竖井涡室内的4种典形流态,其中,自由旋流流态最适合于旋流式竖井.通过进一步研究进口体形和消力井深度对流态和消能率的影响,得出折流角变化对消力井侧壁及底板压强影响不大,消力井边壁及底板均不会出现负压;流量的增加会减小消能率,折流角和...     

鄱阳湖洪水要素演变特征分析

大倾角、大收缩角泄槽收缩段水流特性与Ippen冲击波理论假定的平底、小收缩角收缩段水流特性有明显的差异，目前对大倾角、大收缩角收缩段水流特性还缺乏系统的研究。为了研究大倾角、大收缩角收缩段水流特性以及倾角和收缩角对水流特性的影响，依托FLUENT软件，采用基于RSM湍流模型的三维湍流数值模拟方法，系统分析底坡倾角、边墙收缩角以及来流弗劳德数Fr0对陡坡收缩段水流特性的影响。研究表明：在大倾角、大收缩角条件下，边墙收缩产生的冲击波主要是向下游传播，横向影响范围很小；水流在与边墙交汇时发生碰撞、跃起，并沿收缩边墙向下游流动，先与边墙交汇碰撞跃起的水流位于上部，后与边墙碰撞跃起的水流位于下部，水流分层明显，边墙处沿程水面线呈现出“先快速升高，后逐渐平稳”的趋势；底坡倾角、边墙收缩角和来流弗劳德数的改变对边墙处沿程水面线影响较大，而对收缩段中线处沿程水面线影响较小。