戗堤截流龙口水力特性研究

在对水利工程中戗堤截流龙口水力特性研究的基础上,结合三板溪、三峡等具体水利工程截流施工实例,分别对单戗立堵截流、宽单戗立堵截流、双戗立堵截流的龙口水力特性进行了分析、讨论与研究。得出了以下认识：在戗堤截流过程中．龙口水流流速具有先增大后减小的变化趋势,其最大流速出现在龙口三角形断面形成前后;截流龙口水流流速随戗堤顶宽的增大而减小,且其减小速率是不断减小的;上下戗的进占配合是影响上下戗堤落差分配的关键所在;通过合理布局双戗,可以使其共同分担截流落差,有效减小龙口流速;截流戗堤最大单次坍塌面积随着截流水深的增大而增大,且其增大速率也相应增大。     

双戗堤立堵进占截流龙口水力参数变化规律的研究

龙口流速和单宽功率是衡量截流困难度的两个重要指标，了解其变化规律对截流设计和施工都有极大的意义。本文从两个戗堤在截流中的作用出发，以落差分配为控制条件，通过理论分析，并结合模型试验，对整个截流过程中两个龙口的流速和单宽功率的变化规律进行了较为深入的研究，首次对双戗堤立堵进占截流两参数的变化进行了全面的阐述，为双戗堤立堵进占截流的实施提供了可靠的判断依据。     

短间距双戗堤截流试验研究

双戗堤立堵截流工程中，龙口的各项水力学参数决定了截流进占的难度。其不仅与截流河段的地形、来流量以及导流建筑物的泄流能力有关，还和上下戗堤以及龙口的相对位置有关。在分析上述条件的基础上结合试验研究．钊．对两戗间距不能满足水流横向扩散消能的工程特性，提出利用工程措施改变下龙口流场分布的方法来降低截流难度。     

金安桥水电站宽戗堤立堵截流设计与实践

金安桥水电站是金沙江中游河段第一座截流的电站,截流设计标准及流量为P=10％,12月中旬,流量889m3／s。经水力学计算及模型试验验证,若采用单戗堤截流,截流具有截流落差大、龙口流速大、单宽功率高等特点。鉴于单戗堤截流难度较大,双戗堤截流在本工程不具优势,设计提出采用宽戗堤（顶宽50m）立堵截流方案,经实践证明是合理可行的,截流过程顺利。     

双戗堤立堵进占截流的落差分配及控制

大江大河的截流,是水利枢纽施工过程中的关健问题之一。自六十年代以来,世界上截流的基本倾向是立堵法。而立堵截流中,当截流时的流量、落差等都很大的条件下,一般趋势是采用双戗堤立堵,甚至多战堤立堵或宽戗堤立堵法。仅从1975年前的各国截流的情况来看,使用双戗、多戗和宽戗堤截流的已占截流总数的1/6左右;而在高落差立堵(例如最终落差大于4米)截流中,双戗堤立堵截流的比例更高。因此,双戗堤立堵进占截流的研究,已愈来愈多地引起世界各国水利施工界的注意,     

单戗堤立堵截流龙口的水力特性试验研究

在水电工程截流过程中，龙口水力参数是不断变化的。截流龙口的局部落差、龙口水流流速、龙口水深以及龙口单宽流量等直接决定截流的难度。本文针对非对称和水流比降大的河道截流，采用物理模型试验方法，观测分析截流进占方式、龙口位置与龙口水流流态及其水力参数的关系，比较不同截流进占方式对水力参数的影响，给出单戗立堵截流龙口局部水力参数与截流困难程度之间的关系及其变化特性，为单戗堤立堵截流的计算分析和工程设计提供参考。     

双戗提立堵截流的水力控制条件研究

自60年代以来,世界截流的基本倾向是立堵。而立堵截流中,当截流流量、落差都很大的条件下,一般趋势是采用双戗堤立堵,甚至多戗堤立堵。然而从双戗(或多戗)立堵的实例来看,远非所有双戗立堵截流都比单戗立堵优越。究其原因,关键是水力控制条件研究不够。这个问题已引起世界各国施工界越来越多的关注,很有必要进行专门研究。     

双戗截流方案水力分析与落差控制研究

截流是水利水电工程建设的关键环节,其成败直接影响着工程的工期、投资与效益。双戗立堵截流主要通过两道戗堤的协调进占,合理分配截流落差,从而改善龙口水力条件,降低截流难度,随着我国西南地区大落差大流量河流开发,双戗立堵截流具有很大的应用前景。介绍了双戗堤截流研究的背景、应用范围以及目前存在的问题等。由于双戗堤截流过程中复杂的水流流态,用物理模型试验的周期长、费用高且不易控制。针对这种现象,采用FLOW-3D这款较为成熟的三维商业软件进行水流模拟。对影响落差分配的因素作了简介,对控制落差分配中存在的问题进行了说明;而后对影响落差分配的因素进行模拟计算,包括上下戗堤间距、河底加糙拦石坎以及辅助设施挑流墙;在此基础上进行影响落差分配的关键因素双戗堤协调进占进行模拟计算,得出不同流量、不同落差分配时双戗堤进占顺序。     

立堵截流龙口戗堤宽度效应的研究

一般立堵截流戗堤宽度(顶宽)不大于15米,主要是根据抛投强度所要求的交通运输条件确定的.随着截流难度的加大,有些工程采用增大戗宽方法,如Dalles戗宽为76米,Oahe为274米,为3O米.这些戗堤宽度不仅考虑了抛投强度所要求的交通运输条件,而且还考虑了龙口的水力学条件.它们的实践证明有一定的优越性,就是可使单个抛投料的重量有所降低.但从目前资料看,即关于立堵截流戗堤宽度效应方面的系统研究还做得不多.因此,本文试图通过1:100平底定床整体模型试验和一些     

双戗堤截流平面流态及其影响研究

双戗堤截流方式要求上下戗堤分担落差以减小截流难度,但实际应用中水力条件常常难以控制而影响落差分配效果。应用CFD数值模拟方法,对概化边界下双戗堤截流过程进行三维试验研究,探讨上下戗堤之间的平面流态对水力条件和落差分配的影响。结果表明：在上戗堤龙口后促使主流转折造成左右岸逆向双回流的平面流态对下戗分担落差很有必要,采用挑流方式可有效地控制这种流态,但挑流设施的位置和尺寸对流态的形成与稳定有影响,而戗堤间距在稳定的双回流流态下对落差及其分配的影响则较小。     

瀑布沟水电站截流水流数学模型研究

在江河截流过程中,随着戗堤的移动,龙口处河床及河岸边界条件不断变化,给截流设计中的水力计算带来了很大困难。以瀑布沟水电站为研究对象,通过经过验证的数学模型计算,获得了截流期间设计流量Q=1 000m3/s,龙口宽度发生变化时,坝区附近研究水域内流态的变化情况,得到了不同口门宽下龙口附近的水力参数,包括断面平均流速、断面平均水位、垂线平均流速等。计算结果与物理模型试验结果的比较表明:二维水流数学模型计算龙口处的平均流速、戗堤上下游水位落差、龙中最大流速等结果与试验值较接近,可为水电站的安全截流施工提供技术支持。     

三峡工程明渠截流水流数学模型研究及其应用Ⅱ：方案计算与反演计算

 采用率定后的一、二维水流模型，详细计算了各种截流方案下明渠内局部的水流流态，不仅对不同上下口门配合宽度下的水位落差分担关系进行了敏感性分析，还提出了不同截流流量下，在满足给定落差分担关系时上、下游戗堤的进占顺序以及相应的抛投块石粒径。各种方案计算结果表明：当截流流量为12 200 m3/s时，施工方案承担较大风险，宜优化；9 010 m3/s时，现有方案可以较好的满足。同时还反演计算了实际截流不同时刻明渠内的水力条件，计算结果表明：当上游龙口宽度在140 m之前或50 m之后，主要由上戗堤承担截流落差；而此范围之内，由上、下戗堤共同承担截流落差，计算与实测结果较为符合。     

金安桥水电站工程截流施工技术及特点

金安桥工程利用1号导流洞单洞分流下进行大江截流,截流流量为829 m3/s,龙口最大落差4.72 m,最大流速达7.15 m/s,截流段河床地形、地质条件复杂。在截流模型试验各种工况的试验成果基础上,结合截流的现场地形条件、分流特点、截流填筑材料等方面的分析比较后确定了上、下游土石围堰一次断流、右岸2条导流洞全年导流和60 m宽戗堤右岸单向进占立堵的截流方案,顺利实现了大江截流。     

宽戗堤截流龙口水力特性研究

通过模型试验对宽戗堤截流龙口范围内的水流特性进行系统研究。试验结果表明:当宽戗堤宽度与总水头的比值B/H0在3.1~5.7之间时,随着戗堤宽度的增加,戗堤表现出宽度效应,龙口内水面形态由单降型流态变为双降型流态,龙口中下部流速降低明显,龙口前壅水高度逐渐增大;当B/H0>5.7时,戗堤的宽度效应减弱;当B/H0<3.1时,龙口区域没有宽度效应。运用多元回归分析,初步研究了各因素对宽度效应的影响。     

龙口下游水深对截流难度的影响

葛洲坝和三峡水利枢纽工程,其截流水力学指标在当时国内甚至国际截流史上都是前所未有的,认为这与龙口下游较大的水深有关.试验研究结果显示,龙口下游水深 ht 与龙口上下游落差z有密切关系,ht的增大可使相对落差z/ht明显减小,z/ht的减小有利于抛料在戗堤前沿冲刷面的稳定;同时,龙口下游水深的增加,能有效降低河槽底部流速和垂线平均流速,而抛石重量对流速的变化非常敏感,流速的降低,可使抛石重量大大降低,从而降低截流难度.     

三峡工程明渠截流水流数学模型研究及其应用 I:模型建立与率定

三峡工程三期截流具有流量大、落差大、龙口流速大等特点。为保证截流顺利实施,将一维和二维水流数学模型紧密结合,先用一维模型推求明渠的过流量及上下游戗堤承担的水位落差,再用二维模型模拟戗堤进占时明渠内的水力条件。然后利用已有的水工模型试验资料,对建立的数学模型进行了率定。率定结果表明:一维模型计算的明渠过流量、截流总落差、上下游戗堤承担的水位落差等结果与试验值相当接近;二维模型的计算结果不仅与试验值基本符合,同时又符合弯道水力学的基本特点。     

降低立堵截流难度的措施研究

分析了影响立堵截流难度的各种因素;水力因素包括截流落差Z、截流流量Q,截流水深h等,非水力因素包括抛投材料的物理力学性质和河床面的粗糙程度等;基于各种影响因素介绍了降低立堵截流难度的各项措施,包括提高导流建筑物分流能力、采用双戗堤截流、增强截流块体抗冲稳定性、运用宽戗堤截流、平抛垫底减小水深预防堤头坍塌提高截流安全度等。     

堤防决口封堵的水力学特性

堤防决口抢险需以水流水力学特性为依据,封堵方法亦直接影响其封堵效率。首先对决口水流遇障碍物的洪水演进过程进行模拟,将水深计算结果与Biscarini等的试验数据进行对比,结果吻合较好,验证了数值模型的可靠性、准确性。以上饶市某一河道为例,基于FLOW-3D软件建立了堤防决口水流模拟的三维数值模型,对立堵法、平堵法封堵决口进行数值模拟,得到封堵过程中决口附近水位场和流速场分布规律。数值模拟结果显示:该堤防决口进口附近立堵法、平堵法块石前水位壅高明显,流速增大,最大水深分布在决口靠右位置,最大流速分布在决口靠左位置。根据决口附近流速分布规律,封堵时建议先对左侧决口堤脚进行裹头处理,而后可考虑采用大粒径块石单体抛投以降低流速,再采取群体抛投方式进占合龙。所用模拟方法和数值模型可为堤防抢险及制定堤防决口封堵方案提供参考。     

糯扎渡水电站截流施工技术

糯扎渡水电站大江截流通过左岸2条导流隧洞泄流,截流流量为2890m3/s,龙口最大流速9．02m／s,合龙时龙口最大水位落差8．71m。在截流戗堤地形、地质条件复杂情况下,成功实现了大流量、大落差、高流速大江截流。     

三峡水利枢纽大江截流设计

三峡工程施工导流采用“三期导流、明渠通航”方案。二期施工围左岸，进行主河床截流，迫使江水从右岸导流明渠下泄。截流流量为11月下旬的20年一遇最大日平均流量14000m3／s，截流时间选在1997年11月中旬，采用上游单戗堤立堵截流方案。龙口位于主河床深槽右侧，龙口宽130m，最大水深达60m。为防止戗堤头部坍塌，在龙口段先行平抛垫底。龙口进占由两岸同时进行，投抛材料为块石和石渣。设计龙口水位落差0．51～0．71m，口门流速2．13～2．73m／s。