扭切式鼻坎挑射水流作用机理分析

针对扭切式鼻坎可以在平面上使出坎水流转向,改变水股落点方向,能够适应下游河道变化的情况,分别对出坎挑射水流(立面挑射水流、平面偏折水流以及底部斜射水流),采用连续性方程、动量方程、弯道超高经验公式结合冲击波理论进行机理分析,得出了坎内轴线立面挑射水流的水深和流速沿程变化规律、边墙偏转侧平面偏折水流水面超高经验公式以及底部斜射水流在出坎处的偏折角度。     

对面流消能设计若干问题的初步意见

T—从鼻坎起算的上游水头;T_0—从下游河床起算的上游水深;P—从下游河床起算的坝高;a—鼻坎高度;d—坝顶至鼻坎顶之垂距;t—面流水跃末端水深,即第一临界水深;h—鼻坎末端垂直反弧切线之水股厚度;h_0—坎下超压,即鼻坎末端底部流线压强超过静水压强部分压强增值;v_1—鼻坎末端流速;q—单宽流量;θ—鼻坎仰角;φ—计算至鼻坎末端的流速系数,对一般矮堰建议采用:φ=0.98;t_0—冲刷坑水深;     

溢洪道差动式挑流鼻坎挑距和冲深特性探讨

溢洪道差动式挑流鼻坎可明显增加挑射水流在空中的碰撞、紊动和掺气,大大减轻下游河床的冲刷.根据部分溢洪道工程的水工模型试验资料,对差动式挑流鼻坎挑射水舌挑距及其下游河床冲刷坑深度的估算方法进行分析和探讨,可供类似工程设计和运行参考.     

民乐河水库溢洪道挑流鼻坎体型优化试验研究

部分河岸式溢洪道出口河道狭窄、曲折,岸坡陡峻,河床基础抗冲能力较差,采用挑流消能时挑射水流会砸落淘刷护坦、挑流鼻坎基础,危及下游岸坡稳定安全。为验证泄洪挑射水流形态及其对河床、岸坡的冲刷影响,以民乐河水库工程为例,通过水工模型试验进行分析并对挑流鼻坎体型进行优化。试验结果表明,溢洪道挑流鼻坎采用斜切坎配合折流器体型能有效改善挑射水流流态,对下游河床、岸坡的冲刷影响较小,可确保工程安全运行。     

溢洪道出口挑流鼻坎体型优化试验研究

针对常规斜切挑坎两侧边墙流速低、中部流速高,导致挑坎水舌小流量落砸本岸、大流量冲刷对岸的问题,结合1:45水工模型试验,对某电站高水头、窄河谷、大溢流交角溢洪道出口挑流鼻坎体型进行研究,提出了一种内凹折线型斜切挑坎。该挑流鼻坎体型简单可靠、流量适应范围广、水舌归槽性及下游消能防冲效果好,但体型设计应注意以下几点:(1)中部镂空内凹折线段数量可根据下游河道岸边地形变化情况增加或减少,但相邻折线段之间夹角应平顺过渡,以满足挑射水舌水量分布均匀的要求。(2)靠近两侧边墙处底板应有一定宽度,以免边墙上产生不稳定水翅。     

溢洪道差动式挑坎水力特性分析和计算探讨

溢洪道差动式挑流鼻坎可增大其挑射水舌的扩散、碰撞、掺气和消能率,从而减轻下游河床的冲刷。目前对差动式挑坎水力特性研究成果仍较少,给工程设计带来极为不便。在现有的文献和成果总结和分析的基础上,开展了差动式挑坎下游河床冲刷特性的试验研究,对差动式挑坎段的水面线、挑射水舌挑距及其下游河床冲刷特性和计算方法进行探讨,并进一步补充了差动式挑坎下游冲刷影响系数与其体型和泄流水力参数的关系。研究成果与水力模型试验结果较吻合,可供类似工程设计和运行参考。     

关于高速水流在鼻坎上自由挑射射程问题

本文主要內容为通过試驗研究,对于高速水流在鼻坎上自由挑射射程問題,进行下列問題的探討: 1.影响水流自由挑射射程的主要因素; 2.造成挑流最大射程的鼻坎条件和任意射程的估算方法。由試驗研究初步成果証明:高速水流在鼻坎上自由挑射射程远近与挑射角度和半径都有密切关系。特別在单寬流量較大(当其他条件一定)时,鼻坎段的角度和半径的恰当配合,对于射程远近具有决定性作用。針对这一問題,本文提出了初步設計挑流鼻坎角度和半径的新方法、和估算射程的簡便經驗公式。     

七礤水库溢洪道重建工程挑坎设计优化

通过对七礤水库溢洪道重建工程挑流鼻坎选型的设计比较,在水工模型试验成果的基础上,结合工程的实际条件,采用了差动式挑流鼻坎,增大了挑射水流的消能率,明显减轻了下游河床的冲刷程度,确保了工程的安全运行。     

求解矩形断面水流收缩水深之查表法

一、关于矩形断面收缩水深hc之计算式一般泄流条件下,收缩水深hc之基本计算式[1]:E_0=h_c+q~2/2gφ~2h_c~2(1)式中:E_o—以下游河床为基准面的泄水建筑物上游总能头(米);q—收缩断面处的单宽流量(米~3/秒米);φ—流速系数;g—重力加速度。     

异型挑流鼻坎三维设计及整体泄流模拟研究

水利工程因地形地质条件多变,其异型体常难以设计。借助Auto-Revit的BIM三维建模技术,对传统挑流鼻坎的底板设置左右高差,对底板和边墙三维联动中的偏转角θ_1、右挑高夹角θ_2、挑流鼻坎的挑角θ_3进行优化设计,通过数值模拟进行方案比选,最优挑流鼻坎用三维函数表示。对某水库溢洪道挑流鼻坎的模拟结果表明,θ_1=19.82°、θ_2=arctan(1/12)、θ_3=25°的右挑高0.5 m方案的挑流水舌可成功规避对右岸的冲刷,整体泄流模拟所得沿程水深、流速分布、动水压强等水力参数符合实际情况,并且成功预测了不良流态位置。     

红石岩项目部溢洪洞挑坎混凝土启动

<正>6月14日,红石堰塞湖治理工程溢洪洞出口挑流鼻坎开始混凝土浇筑。溢洪洞布置于牛栏江右岸,由引渠段、闸室段、无压洞段及出口挑流鼻坎组成,全长约1280m。出口挑流鼻坎桩号为溢1+196.042~溢1+241.411m,鼻坎采用舌形鼻坎,反弧半径R=60m,挑流鼻坎段长45.369m,最大高差19.69lm,设计浇筑混凝土量为8000m~3。挑流鼻坎混凝土浇筑采用分层分块的形式,主要分为基础     

溢洪道挑流鼻坎水气二相流数值模拟研究

针对某溢洪道挑流消能存在的问题,采用VOF方法、立方体网格和k-ε紊流模型对溢洪道整体水力特性进行了三维数值模拟,对挑射水流流态、水舌掺气、水垫塘底板压强、下游河道流速等方面进行了分析。将某溢洪道由原高低式挑流鼻坎修改为差动式后,增大了下泄水流入水范围,提高了挑流消能的消能效率,减小了水垫塘底板压强,降低了下游河道水流流速。优化方案数值模拟结果得到了模型试验结果的验证。     

某闸坝工程跌坎底流消力池体形优化试验研究

大单宽、低弗劳德数闸坝工程底流消能时易存在不稳定流态且消能率低等问题,结合某工程进行了跌坎底流消力池体型优化试验研究。结果表明,原方案采用小挑角跌坎消力池,闸门局开,上下游水位差较大,且下游水位较低运行时,消力池内因挑坎挑射水流与池内水流衔接易产生不稳定流态;将入池挑坎改为平角跌坎并在消力池内布置消力坎后,池内为稳定的淹没水跃,水面变化平缓,池内临底流速不超过10 m/s。优化后的平角跌坎消力池+池内消力坎方案,从根本上解决了原方案水流衔接引起的池内水流剧烈紊动、水面大幅波动、消能不足等问题。     

无压隧洞圆形断面与泄流量简便估算

为了初拟无压隧洞圆形断面尺寸和泄流量的大小,这里介绍一种简便的估算方法。依据任意断面临界水深算式为: (αQ~2/g)=(ω_k~3)/B_k (1) 对于圆形断面时,式(1)中的(ω_k~3)/B_k值可写为(ω_k~3)/B_k=E10~(-3)d~5,于是式(1)变为: (αQ~2/g)=E10~(-3)d~5 (2)1 式中:α-流速分布不均匀系数,常取α=1.0; Q—泄流量(米~3/秒); g—重力加速度,g=9.81(米/秒~2); ω_k—临长水深时的过水面积(米~2); B_k—将界水深时的水面变度(米); E—随水力参数变化的系数; d—隧洞直径(米)。众所周知,无压隧洞圆形断面最大泄流量Q_(max)时     

亚碧罗水电站下泄消能设计与坝型的选择

亚碧罗水电站坝址处河道天然落差较大,河谷狭窄,且汛期流量大。通过水工模型试验对亚碧罗水电站面板堆石坝方案与碾压混凝土重力坝方案下游河道内的水流流态、流速分布、水面波动以及河道冲淤等相关水力特性进行量测及对比分析,从而得到具有窄河谷、高水头、大泄量特征的大型水电站在项目可研阶段泄洪建筑物布置与坝型选择之间的相互制约关系。结合工程实际情况和通过试验采用了扭鼻坎、窄缝式鼻坎、曲面贴角窄缝式鼻坎以及在溢洪道出口处设置分流墩等方式对挑射水舌形态进行优化。     

那新水电站溢洪道出口挑坎结构形式的试验研究

广西那新水电站河岸式溢洪道轴线与下游河道斜交、河床狭窄,增加了消能防冲设计难度.针对溢洪道出口原设计方案挑射水流较集中,部分水流落在坎后岸坡上,危害岸坡及挑坎安全的现状,经水工模型试验修改,最终提出"双向扩散斜鼻坎 内转式右边墙 挑坎段分流导向墩"的消能工结构型式,使出坎水流顺河向扩散,在空间形成近似"ш"字形水舌,强化了水流在空中消能与掺气,改善下游流态及确保岸坡安全,取得明显效果.     

某水库溢洪道出口挑流鼻坎优化试验研究

针对某水库溢洪道原设计方案中挑流水舌落在海漫平台上造成严重冲刷破坏的问题,对溢洪道末端的挑流鼻坎进行了优化。通过水工模型试验,观测了溢洪道的水流流态、溢洪道的水面线与深度、溢洪道的流速、溢洪道沿程的动水压强、溢洪道出口的水舌挑距等。结果表明:优化方案下,水流避开了海漫平台而落入海漫前端左侧河道中;优化方案下计算空化数都在0.3以上,较原设计方案更安全;优化后,试验测得挑流冲刷坑内靠近坝脚侧的旋流淘刷最大流速约为1.7 m/s,比原设计冲刷坑内淘刷流速小,对右岸边坡产生较小冲刷,使挑射水流不影响后坡脚;优化方案合理,能较好地解决挑射水流直接冲刷海漫平台的问题。     

尾坎位置对坎式阶梯溢洪道水力特性影响研究

〗坎式阶梯溢洪道具有较高的掺气效率,然而目前为止对其详细流场结构以及消能特性开展的研究尚不多见。为此结合VOF法,采用标准k-ε紊流模型对带尾坎的阶梯溢洪道进行了三维数值模拟,研究了不同尾坎位置对其水力特性的影响。结果表明：随着尾坎向上游移动,水面线和尾坎下游侧的旋涡大小均无明显变化,但尾坎上游侧的旋涡尺度逐渐减小;对于不同体型,同一台阶凸角上流速呈先增加后不变的规律,而对于同一体型,下游台阶凸角上流速大于上游的;台阶水平面上最大压强先增加后不变,台阶竖直面上最小压强逐渐减小,而尾坎下游侧竖直面上最小压强则呈增加的趋势;台阶面上最大紊动能耗散率逐渐增加,而尾坎上的则相反,总的消能率变化甚微。     

某抽水蓄能电站狭窄河道挑流鼻坎优化及下游防冲设计试验研究

针对某抽水蓄能电站下游的狭窄河道斜交挑流消能问题,对连续坎、窄缝坎和异型坎等不同类型鼻坎进行对比研究,推荐挑流水舌落点优、冲坑深度小的折线型贴角斜鼻坎为设计方案。为确保工程安全,对设计方案下游河道的水流流态和动床冲刷开展试验研究,结果表明,下游河道左岸岸坡附近流速较大,坝下0+260.00下游100m范围内冲刷严重,应对两岸和基础进行防护。研究成果可为类似工程的挑流消能鼻坎的选型和防冲设计提供参考。     

圆弧鼻坎射流水舌起挑角的试验研究

基于圆弧鼻坎挑射流物理模型试验,考虑脉动流速对水舌上缘挑角的影响,研究上缘起挑角的理论公式;通过引入两个系数同时考虑脉动流速和断面水深对下缘起挑角的影响,选用49组试验数据,采用误差分析方法,提出下缘挑角的半经验半理论公式。与前人的公式相比,上缘挑角的理论公式形式简单,下缘挑角公式考虑因素较多。两公式误差均小于13%,用于计算进口水平和倾斜渠道后接圆弧鼻坎挑射流水舌上、下缘起挑角是有效的,进而确定射流冲击点位置和冲击区范围也是有效的。更多还原