溢洪道泄槽水面线特性分析

通过模型试验分析了某水库溢洪道泄槽水面线特性,结果表明:陡坡泄槽水深沿程逐渐减小,第二段泄槽末段水深变化不大;随着流量的增大,泄槽沿程水深差增大;流量较小时,水面线出现规律性的凹凸点;最大水深在泄槽断面中间轴线位置,据此可确定泄槽边墙高度或验证已设计泄槽泄水能力是否满足要求。通过试验时推导的泄槽水面线理论计算公式进行验证,结果表明在与试验条件基本一致的情况下可用于实际工程计算。     

基于河道行洪能力的护岸糙率影响分析

文章利用三棱柱砖块和仿真草皮模拟河道生态护岸,采用水槽试验揭示了护岸糙率在变底坡和变流量下工况下的变化规律,然后通过数值模拟研究了护岸糙率于不同宽深比以及非均质流条件下对水面线的影响。研究表明:河道综合糙率符合对数分布规律,水深越深其值越大,护岸糙率受底坡或流量的改变影响较低;随护岸糙率的增大,非均匀与均匀流情况下河道水深均不断增加,沿程水深与沿程综合率在非均匀流条件下呈正相关;宽深比较小的河道水深受护岸糙率较大范围的变化影响较大,而宽浅河道行洪能力受护岸糙率变化的影响较低。     

引黄济青倒虹吸水工模型试验研究

以弥河倒虹为例。通过水工模型试验，研究了引黄济青工程倒虹进口的水流流态、水头损失、挡冰性能等问题，并论述了倒虹吸设计中进口布置对水流条件的影响。指出：平原地区倒虹的水头损失不大；形成冰坝的决定性因素是水面流态；为消除通气槽中的水面震荡现象，应将通气槽改为通气孔；为避免发生水跃，应取消设置沉沙池。     

恒定非均匀渐变流含沙量沿程变化公式的改进

假设水深沿程直线变化,在韩其为等建立的公式基础上得出了新的恒定非均匀渐变流含沙量沿程变化公式。在恒定均匀流条件下,新公式与韩其为等推导的公式完全相同;在恒定非均匀渐变流条件下,新公式与韩其为等推导的公式形式不同,说明假设条件不同,得出的恒定非均匀渐变流悬移质均匀沙含沙量沿程变化公式也不同。在新公式尚未进行实测资料检验的情况下,不能说明其更具合理性。     

节制闸控制下宽浅渠道内的非恒定流

南水北调中线输水渠道的沿程流量变化需要对节制闸进行调控，由此会产生非恒定流的水力现象，引发水面的骤然升降，这将会对工程设计和输水安全造成影响。选取典型渠段设计物理模型，采用波高传感器量测各种工况下渠道内水位的变化。同时也通过数值计算模拟了渠道水深的变化，与试验结果进行了比较，文章结论对工程设计具有参考价值。     

U形渠道水力最佳断面及水力计算

混凝土U形渠道已在生产中广泛采用。为了便于U形渠道的合理设计和水力计算,本文推导出U形渠道水力最佳断面为水面过底弧圆心,即均匀流正常水深h_0等于底弧半径r。并给出了正常水深h。与临界水深hk的范围判别方法和计算公式。     

堰式进口溢洪洞设计与水力特性分析

云南晓街河水库工程泄水建筑物采用堰式进口溢洪洞,进口布置开敞式溢流堰,泄槽段采用隧洞型式。由于泄水建筑物结构较为特殊,且上、下游水头差高达79 m,水力特性较为复杂。通过泄流能力、流态、沿程水面线等水力计算分析,并结合模型试验,分析了堰式进口溢洪洞的布置、结构、尺寸等设计要求及水力特性。验证结果表明,设计方案中的溢洪洞泄流能力满足工程要求且流态较好。可为类似工程设计提供一定参考。     

七台河市汪清水库溢洪道工程布置设计

七台河市汪清水库消险增容扩建工程中溢洪道的布置有两种方案,既左侧山体开挖和利用原有溢洪道基础.根据枢纽处的地形、地质条件,结合方案投资.多方案比选后进行溢洪道工程设计.选定方案为新建正槽式溢洪道,位于左岸,溢洪道轴线与坝轴线垂直布置.开敞式、有闸控制.溢洪道由进口引水渠、进口直线段、闸室段、消力池及尾水渠等组成,沿轴线总长297 m.消能采用底流消能方式.     

管道进口过渡段的水力学特性

边界层沿流程发展是否达到管道中心是判别管道流态已否形成均匀流的基本条件,本文把管道中边界层正在发展的流段称为进口过渡段。根据管流的特性及卡门——勃兰特粗糙管流速方程推导出:管流中紊流边界层厚度的沿程发展,形成均匀流的临界位置,管道进口过渡段的阻力系数,能量损失及损失系数(不包括进口处的局部损失),过渡段中边界层外区势流速度与压力沿程变化的计算公式。并发现在有压管道中紊流边界层的发展比在宽阔的明渠中快。     

V型滤池配水均匀性浅析

由于阻力和渠中水流速度的变化,V型滤池配水渠水面高程沿程变化,引起配水不均匀。为了提高配水均匀度,一种实用的方法是调整配水堰顶高程。基于水力学原理推导出配水渠内水面升高值的计算公式,为合理快捷调整配水堰顶高程提供依据。     

明渠恒定渐变流水面变化规律探讨

针对明渠恒定渐变流的水面变化问题,根据水力学能量方程,建立了明渠恒定渐变流的能量微分方程,并推导出水位及水深的沿程变化规律,通过数学推导,得出明渠恒定渐变流在缓流和急流状态下的水面变化规律。该规律不需对河渠水面线进行分区分情况讨论,适用于各种河渠断面,适用性强,在河渠设计中,也可以通过该规律反算河渠参数,使河渠满足水位和水深的工程要求,实用性强。     

溢流坝反弧段水面线简化计算探讨

溢流坝面沿程水面线是工程设计的重要依据.该文在已知溢流坝泄流单宽流量、反弧段起始断面水深条件下,采用陡坡段水流能量方程,推导出溢流坝反弧段沿程水深的计算方法,供工程设计参考.     

唐家山堰塞湖泄流后新河道行洪能力计算分析

根据唐家山堰塞湖泄流渠设计条件，分析比较了堰流公式、渠道水面线法和MIKE-11模型等流量计算方法，认为渠道非均匀流水面线法精度较高。采用渠道水面线法，计算了堰塞坝天然过水通道、泄流渠设计方案、实际施工方案的过流能力，并对水流冲刷所导致泄流渠缓坡段缩短、底高程降低、底宽变窄等影响泄流能力的因素进行了分析。对于泄流后形成的新河道，也进行了行洪能力计算分析。     

某水库溢洪洞体型优化水力特性试验研究

为某水库工程溢洪洞的体型优化对其溢洪洞模型进行试验研究,得到试验结果:溢洪洞原设计方案在进口闸墩附近产生绕流,特别是右侧墩头绕流严重,造成进流不均匀。溢洪洞进口渐变段收缩角大、坡度陡,导致洞内产生左右摆动的冲击波,洞内水面不仅沿纵向起伏变化,而且在横断面上的水深发生局部壅高。通过对原设计方案溢洪洞体型进行优化,洞内水面水翅高度、水面波动明显减小,水流流态得到明显改善。     

梯形渠道恒定渐变流水面线计算的新解析法

对棱柱体明渠梯形断面下的恒定非均匀流沿程水面线进行深入研究,基于恒定渐变流基本微分方程,通过对该微分方程无量纲化,采用数值分析理论,得到由简单双曲函数组成的新等效恒定渐变流基本微分方程;通过变量分离,直接积分得到流程S与始、末段水深h1,h2的解析函数;通过该解析函数可直接计算出沿程水面线。该方法比《溢洪道设计规范》中推荐的分段求和试算法更简单、便捷,特别对水深较敏感段,规范推荐试算法误差较大,并且逐段试算推求水深将导致末端断面水深误差逐步累积,导致误差增大,精度下降。最后通过工程实例计算比较得出:新解析法计算成果与规范推荐法(程序)计算成果基本一致,对于渠长较长时新解析法成果甚至优于规范推荐的分段试算法,完全满足工程实践要求。     

典型无压长隧洞恒定渐变流水面线计算的新解析法

针对现有水面线计算采用的逐段试算法计算较繁琐等问题,对典型无压长隧洞如城门洞形、卵 形无压隧洞恒定渐变流沿程水深的计算进行了数学推导。根据渐变流水力微分方程,利用数值计算理 论及无量纲化原理,将恒定渐变流基本微分方程转换为高精度的可解析积分函数形式,进而得到典型无 压长隧洞水面线计算得解析式,利用该解析式可直接算得沿程水深。该解析算法比《水工隧洞设计规 范》建议的逐段试算法更简捷,并通过工程算例分析,该新解析法成果精度可靠,方便快捷,完全满足工 程实践要求。     

湿陷性黄土地区明渠陡槽加墩消能工优化试验

明渠陡槽加墩是一种高效消能工布置方式,在特定条件下具有很高的技术竞争优势,但目前国内相关研究甚少。针对甘肃庆阳小崆峒沟雨水下塬排放工程的明渠陡槽加墩段进行了1∶30大比尺水工模型试验研究,试验发现初步方案沿程水流流态不稳定,存在向外泼溅溢出现象,危及黄土边坡的结构稳定。为此对初步方案进行了优化研究,试验发现,通过缩短消能墩排距,可以显著减小水面波动,使沿程水深分布均匀,流速降低,沿程不再出现水流向外泼溅溢出现象。消能墩排距由H/i缩短至0.5H/i后,在最大设计流量工况下,水面波动减小72.5%,平均流速降低40.1%,总消能率由87.9%提高至94.6%。     

南水北调中线工程典型隧洞水力学试验研究

为使南水北调中线工程达到全线自流输水的要求，需严格控制沿程的水头损失．每个输水建筑物都必须按分配的水头进行设计。按常规布置，我省境内的7条无压辅水隧洞需设计成洞径较大的宽浅式断面．不但受力条件较差．而且施工难度和工程量亦较大。本试验研究试图探求通过适当降低洞底高程，以减小隧洞宽度的可能性．从而达到节省工程造价之目的。     

南水北调中线工程典型隧洞水力学试验研究

为使南水北调中线工程达到全线自流输水的要求，需严格控制沿程的水头损失，每个输水建筑物都必须按分配的水头进行设计。按常规布置，我省境内的7条无压输水隧洞需设计成洞径较大的宽浅式断面，不仅受力条件较差，而且施工难度和工程量亦较大。本试验研究试图探求通过适当降低洞底高程，以减小隧洞宽度的可能性．从而达到节省工程造价之目的。     

阳江核电水库溢洪道阶梯消能计算和研究

以阳江核电水库溢洪道为例,采用现有的不连续的外凸型阶梯陡槽段沿程水面线计算方法,计算溢洪道各流段和下游护坦段进口断面的水深值,并在消力池下游水深已知的条件下,计算出下游消力池的尺寸,对其消能效果进行了分析。其计算的结果与水工模型试验成果较吻合。