前坪水库泄洪洞泄流能力及冲刷消能试验研究

为了验证前坪水库泄洪洞原布置方案的合理性,根据弗劳德定律,采用1∶40的单体正态模型进行试验,研究了泄洪洞各试验工况下的泄流能力、时均压力分布、水面线及洞身余幅、消能防冲效果等。结果表明:前坪水库泄洪洞泄流能力满足要求;泄洪洞检修闸门槽最小空化数1.23,大于闸门初生空化数0.7,闸门槽设计合理,满足规范要求;泄洪洞洞身掺气水深均小于直墙高度,洞身余幅均大于15%,满足设计和规范要求;校核工况下,泄洪洞冲坑最深点高程为327.34 m,水流对下游山体造成一定的冲刷,需要对山体采取抗冲刷措施。     

新疆某水利枢纽工程底孔工作闸室体型优化设计

通过对某水利枢纽工程底孔泄洪洞的模型试验研究,优化了底孔泄洪洞工作闸室段体型,改善了水流流态,并提出在底孔泄洪洞工作闸室段增加折流器体型修改方案.试验结果表明,修改方案有效地改善了水流流态,水流冲击边墙形成的水翅稳定.同时,通气孔内没有积水现象,能够形成稳定的侧掺气空腔和侧空腔,侧空腔和底空腔的长度明显增加,且各项水力指标满足设计要求.     

基于极限平衡法的金川泄洪洞稳定性分析

以金川水电站泄洪洞进口边坡稳定性分析为目标,基于三维极限平衡法,考虑金川水电站泄洪洞进口边坡附近的四组优势结构面之间不同组合形式和不同排列次序,利用赤平投影原理对优势结构面进行定性分析并利用极限平衡法进行定量分析;基于二维极限平衡理论和方法,对泄洪洞进口边坡在开挖、蓄水、蓄水+暴雨+设计地震、蓄水+暴雨+校核地震4种工况下的稳定性进行分析。计算结果表明,三维稳定性分析中楔形体按倾向和倾角分别为336°∠60°、75°∠33°和237°∠65°的结构产状组合时,所产生的楔形体在开挖、饱水、设计地震、校核地震四种工况下的安全系数最低达到1.90,但仍符合设计规范要求。二维稳定性分析中,在蓄水+暴雨+校核地震工况下,边坡安全系数最低达到1.368,开挖扰动后变形体的强度能满足工程要求。对比两种分析方法,三维稳定性分析得出的安全系数均大于二维稳定性分析得出的安全系数,说明二维极限平衡法计算的结果更加偏于安全,但是同时也会增大工程的造价。     

泽城水电站导流泄洪洞流态模拟试验及应用

泽城水电站导流泄洪洞出口河道段狭窄、险峻,泄流流态异常复杂,沿河段消能防冲设计难度大。为验证泄洪洞体型及布置方式的合理性,设计、实施了流态模拟试验,结果表明:泄洪洞过流能力略大于水力学计算结果,出口水头可以满足规范要求,在汛限水位、设计水位、校核水位三种工况下,挑角在20°至25°之间均合理。据此为设计修改提出了有益的建议。工程试运行实测数据与试验数据基本匹配,效果良好。     

明流泄洪洞水力特性的二维数值模拟与试验研究

为了使明流泄洪洞满足设计泄流量和校核泄流量要求,对其结构进行了优化设计,并根据垣曲县境内板涧河河口右岸的小浪底引黄工程泄洪洞实际工程,建立了明流泄洪洞泄流数学模型。计算中引入FLUENT软件中的VOF(Volume of Fluid)模型和Mixture模型进行数值计算,得到了设计和校核水位条件下泄洪洞泄流能力、水深沿程分布、水流空化数以及断面流速和压强及挑距,并将部分计算结果与模型试验结果进行比较分析,结果表明两者吻合较好。因此采用FLUENT软件研究明流龙抬头泄洪洞的水力特性是可行的,为该项软件应用于实际工程提供了理论依据。     

小湾水电站泄洪洞反弧段开挖施工工艺

1工程概况泄洪洞是小湾水电站工程三套泄洪设施之一,泄洪洞洞身为有压变无压“龙抬头”布置,由进水口、有压段、工作闸门室、渥奇反弧段、无压段及出口挑流鼻坎组成。泄洪洞设计工况和校核工况下泄流量分别为3 535 m3/s和3 811 m3/s,约占枢纽总泄量的19·4%和18·4%,最大泄洪水     

三道湾水电站泄洪洞水工模型试验研究

通过模型试验对三道湾水电站泄洪洞的相关物理量进行了计算，从设计和校核两种工况分析得出：该泄洪洞设计方案的泄流能力能够满足要求；泄洪洞底板七各测点的空化数都大于0．3，且各测点均无负压，故无空蚀危害。下游冲涮试验得出，冲坑对左岸坡脚有一定的冲刷淘空作用，建议对左岸山坡采取防冲措施。     

构皮滩水电站泄洪洞优化设计

构皮滩水电站为满足2008年12月工程提前发电的需要,结合现有泄洪洞地质情况和施工情况对泄洪洞布置进行了专题研究,结果表明利用降低进口高程为550 m的泄洪洞和坝身放空底孔联合参与后期导流,可缓解2007年导流隧洞下闸封堵后大坝在2008年汛期施工的压力,为大坝施工增加了2个月左右的工期。     

龙抬头式泄洪洞水工模型试验分析

龙抬头式泄洪洞是小浪底水利枢纽工程的主要泄水建筑物。针对高速水流产生的不良水力学问题,采用几何比尺为1∶40的水工模型,根据重力相似准则,对设计和校核两种洪水位工况下小浪底库区右岸2号龙抬头式泄洪洞的泄流方案进行了试验研究。结果表明:龙抬头式泄洪洞泄流能力满足要求;龙抬头式泄洪洞侧墙空化数均大于0.3,洞身侧墙区域未发生严重的空蚀破坏;下游河道的挑流射程较远,形成的冲坑深度对大坝基础影响较小;挑流消能会对大坝的右岸山体产生冲刷与掏空效应,需要对山体坡面采取抗冲刷措施。     

泄洪洞工作闸门局部开启的数值计算

就泄洪洞工作闸门局部开启的情况进行数值模拟计算,对泄洪洞出流处底掺气空腔长度与试验进行校核。     

伊朗CHAMSHIR水电站底孔泄洪洞事故闸门设计

本文介绍了伊朗CHAMSHIR水电站底孔泄洪洞事故闸门的设计思路,并对采用美国水工钢闸门设计规范,按照荷载与抗力系数法进行闸门结构计算的方法进行简要介绍.     

积石峡面板堆石坝复杂渗流场有限元精细模拟

运用自主研发的三维渗流有限元可视化分析软件GWSS,对积石峡面板堆石坝的坝体（包括面板、过渡层、排水层、堆石料等）、坝基、防渗帷幕以及泄洪洞和底孔排沙洞等结构进行了精细建模。在此基础上采用求解有自由面的改进截止负压法、隧洞子结构法和求解大型稀疏矩阵的预处理共轭梯度算法对积石峡面板堆石坝复杂渗流场进行了数值模拟。重点研究了面板和防渗帷幕联合作用下渗流场分布特征和防渗效果,以及泄洪洞和底孔排沙洞对大坝渗流场的影响等。计算结果表明,在正常运行条件下,面板结合防渗帷幕能够起到很好的防渗作用,坝体内自由面较低,左岸底孔排沙洞和泄洪洞也起到了很好的排水作用,大大降低了左岸山体的地下水位,有利于大坝和岸坡的稳定。     

泰安抽水蓄能电站上水库取消放空兼泄洪洞的可行性研究

泰安抽水蓄能电站上水库设有放空兼泄泄洞，施工图设计中就取消上水库放空兼泄洪洞的可行性作了进一步的研究和分析，研究认为，上水库具有校核洪水的调蓄能力，可满足泄洪能力，利用引水发电系统能够快速放空水库，可满足放空水库的功能，不止库污物来源少，不会影响机组的正常运行，因此可以取消上水库放空兼泄洪洞，取消放空兼泄洪洞可简化运行管理，提高工程安全可靠性，加快工程进度，降低工程造价。     

三门峡水利枢纽底孔应力试验分析

三门峡水利枢纽溢流坝段导流底孔改建为永久泄流排沙底孔后，改变了底孔的结构受力条件，底孔应力在新的运行条件下能否满足强度要求，是设计中的一个关键问题。底孔应力十分复杂，因此采取综合分析方法，包括应力试验、现场观测、三维有限元应力分析等，并根据应力结果提出了改建措施，保证了结构的安全。     

周宁抽水蓄能电站下水库泄洪建筑物布置方案研究

针对周宁抽水蓄能电站调节库容小、洪水调节能力差,而且洪水的洪峰流量和洪量大等特点,用调整表孔、底孔结构尺寸的方式进行泄洪规模和表底孔泄洪能力分配的比选,探讨其泄洪建筑物的布置原则。不同方案的对比研究表明:最大下泄流量应以校核洪水下高水位时局部时段敞泄为原则进行设计,以减小闸门控制误差所造成的洪水雍高风险。对于调节能力差、洪水流量大的抽水蓄能电站工程,应布置表孔、底孔进行联合泄洪;底孔的布置应保证低水位时各频率洪水均得到快速下泄,避免在水位上升过程中出现滞洪现象;在总超泄能力满足泄洪要求的前提下,应选择表孔规模较大的方案,实现表孔和底孔泄流能力的优化分配。研究成果对调节能力差、洪水流量大的电站工程建设具有借鉴意义。     

缅甸DAPEIN(Ⅰ)水电站排漂设计与优化

阐述了缅甸DAPEIN(Ⅰ)水电站排漂设计方案,通过水工模型试验,验证了在常遇洪水、设计洪水、校核洪水等工况下的排漂能力.对冲砂底孔上延箱涵进行了结构优化,最终确定排砂箱涵正对来流方向阶梯式开口方案,且将冲砂底孔平板闸门优化为弧形闸门,同时满足电站进水口取水防沙和排漂要求.     

缅甸DAPEIN（I）水电站排漂设计与优化

阐述了缅甸DAPEIN（I）水电站排漂设计方案,通过水工模型试验,验证了在常遇洪水、设计洪水、校核洪水等工况下的排漂能力．对冲砂底孔上延箱涵进行了结构优化,最终确定排砂箱涵正对来流方向阶梯式开口方案,且将冲砂底孔平板闸门优化为弧形闸门,同时满足电站进水口取水防沙和排漂要求．     

南乔水库除险加固设计方案综述

南乔水库是一座以灌溉为主兼有防洪、养殖的小(2)型水库,根据水库大坝安全鉴定的结论,水库存在的主要问题是:大坝防洪不满足于200a一遇洪水校核标准,坝顶及下游坝坡有多处损坏,溢洪道不满足要求,泄洪洞进口坏。对大坝进行除险加固改造的具体措施是:对大坝进行整治,对溢洪道进行改建,对泄洪洞进行改造。     

某水电站深孔泄洪洞改建发电洞水工模型试验研究

WQ水电站是以防洪、灌溉、发电为主的水利工程。为了给新建发电厂房供水,最大限度发挥已建深孔泄洪洞的作用,需将深孔泄洪洞改建为引水发电洞。笔者结合原设计方案,对改建后的深孔泄洪洞进行水工模型试验,验证在不同运行工况下深孔泄洪洞的泄流能力,分析其对大坝防洪安全的影响,讨论了洞内流态的变化以及工作闸门在高水头作用下的运行方式是否会导致洞内出现负压等。通过模型试验可知,改建对深孔泄洪洞泄洪能力无明显影响,且洞内流态良好,洞身无负压出现。改建后的深孔泄洪洞满足工程实际运行需求,可为相关改建项目提供参考。     

某水库溢洪道方形消力竖井优化研究

某水库工程侧槽式溢洪道方形消力竖井水工模型试验表明,由于竖井断面尺寸和深度较小,宣泄校核洪水时部分水流直接冲击泄洪洞段进口底板,造成洞进口段流态恶劣。宣泄校核洪水时竖井段各测点的计算空化数介于0. 13～0. 82之间,井壁处个别位置的空化数略小于初生空化数,可能产生空蚀。设计洪水和校核洪水时消能竖井消能率约为53%。应用RNG k-ε模型并结合VOF方法通过系列数值模拟试验对消力井的设计方案进行修改优化,提出了增加消力井深度至8 m、方井宽度增加至8 m的方案,其余尺寸不变。数值模拟数据表明,消力井的尺寸满足设计和校核洪水的安全泄流要求,校核流量工况消能率达到65. 55%,消力井最大负压相对于原方案降低了约为50%,最小空化数由原方案的0. 13提高到了0. 38。