糙率变化对电厂取水构筑物局部水头损失影响试验研究

沿海电厂取水构筑物随运行时间的推移,其表面糙率往往因为海生生物的附着而发生变化。由于构筑物结构复杂以及现有规程、规范均未考虑构筑物表面糙率变化对其局部水头损失系数可能带来的影响,使得构筑物局部水头损失难以准确计算,因此通过相应物理模型试验手段模拟研究管道糙率变化对局部水头损失的影响十分必要。本项试验通过人工加糙的方法来模拟原型中3种不同糙率情况下电厂取水构筑物局部水头损失的变化情况。试验结果表明:糙率变化对构筑物局部水头损失系数的影响明显,需在工程设计中予以关注。     

水库放水观测资料推求流量系数的电算程序

一、引言泄水建筑物的主要任务在于宣泄洪流。因此通常均需计算其泄流量。而泄流量的计算,关键在于确定流量系数。流量系数与总水头损失,即:沿程水头损失及阐门、进口、渐变段、弯道、出口等局部水头损失的总和有关。各种水头损失的计算一般或依据经验公式或利用经验系数。由于各家的经验公式不同或经验系数的取值不尽相同,流量系数的值随之而异,以     

涉水建筑物局部阻力简化计算研究

基于圣维南方程的一维数学模型,反映水流阻力大小的独立参数仅有糙率,而新建涉水工程后,由于过水面积的减小和滞流区的存在,河道的局部阻力发生变化,不能再用原有的糙率反应局部河段的阻水情况。作者在局部河段上建立局部损失与沿程损失的关系,得到了新建工程后局部河段综合糙率n与局部损失系数的转换公式,并结合某天然河道新建桥梁的实例,对河道经过合理概化后,应用伯努里方程(采用局部损失系数)和圣维南方程(采用局部河段综合糙率n)的一维模型分别进行比较计算,二者结果规律一致,大小基本相同,验证了所建立的转换公式,表明利用转换公式得到新建工程后的糙率能够较真实地反映工程局部的阻力情况。     

矩形明渠消力池水跃的水头损失研究

为了研究沿程水头损失与局部水头损失的变化规律,根据沿程水头损失的基本定义,推求矩形明渠消力池水跃区沿程水头损失与床面阻力系数、水跃共轭水深比、跃前断面宽高比及跃前断面水深的理论关系,提出了矩形明渠水跃区沿程水头损失及其系数和局部水头损失系数的理论公式,给出了沿程水头损失系数、局部水头损失系数和总水头损失系数的简单拟合公式。研究表明:沿程水头损失随着跃前断面水深和床面阻力系数的增大而增大,随着水跃共轭水深比和跃前断面宽高比的增大而减小;局部水头损失系数随着跃前断面弗劳德数的增大而增大;水跃区局部水头损失占比随着弗劳德数的增加而增加,弗劳德数为3时的局部水头损失占比达到90%,弗劳德数为6时的局部水头损失占比已达到95%以上。研究成果可进一步完善并丰富水跃理论体系。     

管道水流的水头损失系数

管道的水头损失直接影响水管和水泵尺寸的确定,也就是管网的水力平衡。所有沿程水头损失计算公式,在估算水管内壁糙率时都有误差。对于一定材料一定管径和流量的管道的阻力系数,不同的方程式可以估算出不同的沿程水头损失。在复杂管道网络系统中,方程式或系数的小误差的累积,使各个管子水头损失或流量的计算值产生较大的误差。本文提出了三个广泛应用于管道摩阻方程摩阻系数有关的解决水头损失计算误差的数学关系式和诺模图。对象聚氯乙烯和铸铁管道来说,用Hazen—Willians(H—W)和Manning(Mn)公式得的水头损失与Darcy—Weisbach(D—W)得的水头损失相同。还介绍了摩阻系数随直径和水流条件而变化的情况,并讨论了运用计算机计算变化的沿程损失系数问题。     

韩庄运河韩庄至台儿庄河段糙率分析

韩庄运河是南四湖韩庄闸以下的泄洪通道,也是枣庄市南部的主要排水河道。通过选用10余场实测洪水资料,采用恒定非均匀流糙率计算公式,分析了韩庄运河韩庄～台儿庄河段糙率,并探讨了断面沿程收缩或扩散水头损失系数对河段糙率的影响。该成果对韩庄运河河道治理、洪水预报等有重要意义。     

南水北调工程主要输水建筑物的水工模型试验研究

简要介绍了南水北调中线工程主要输水建筑物多年来进行的水力学试验成果,其项目有:水源工程丹江口大坝加高,引水枢纽陶岔渠首水闸扩建工程,输水总干渠的漳河渡槽,穿越黄河工程的隧洞、涵洞,以及跨越河道的西越河倒虹吸和堰子河段倒虹吸,均进行了大量模型试验,其内容为泄水能力,消能防冲,水流形态、压力,水头局部损失等。还有国内混凝土渠道的糙率调研及3条渠道糙率的原型观测成果。内容丰富、资料完整,给出了各种进出口型式的水头局部损失系数的应用值。     

浅谈锦屏二级引水隧洞沿程糙率系数的反算方法

就锦屏二级电站引水隧洞,根据实测水头损失、反算沿程水头损失糙率系数过程中的一些经验和认识进行总结,提出了:(1)应尽量选取局部损失所占比例较小的洞段来计算沿程水损,并应计入测点底部流速头,以提高计算精度;(2)在引水隧洞平均水力半径的计算过程中,不能采用等动量或者等体积的方法,必须遵循水损相等的原则进行当量等观点,供参考。     

壅水情况下非均匀流糙率系数研究

非均匀流的水力特性不同于均匀流,水力特性的变化有可能引起糙率的变化。本文采用数值模拟的方法,运用立面二维数学模型对壅水情况下的明渠非均匀流进行模拟,研究非均匀流情况下水力特性和糙率系数的关系。研究表明:壅水情况下,非均匀流能量损失沿程减小,但糙率系数却是沿程增大的。非均匀流中能量损失及糙率系数之间的这种关系是不同于均匀流的,这是非均匀流不同于均匀流的特点之一。根据数值计算结果,拟合得到了较为实用的壅水情况下明渠非均匀流糙率的计算式。将该式用于水库回水水面线计算得到的结果与采用均匀流糙率的计算结果差别较明显,说明采用非均匀流糙率进行水库回水水面线计算是必要的。     

管道水力摩阻系数的敏感性分析

管道水力摩阻系数的合理取值是输水工程经济、高效运行的关键,尤其是当前广泛采用的大口径输水管道。然而受内壁粗糙度、管径D、流速V、水温T等诸多因素的影响,水力摩阻系数取值存在较大的不确定性。本文对常用摩阻系数进行了系统的敏感性分析,研究表明:同种管材的海森-威廉系数Ch和曼宁糙率系数n均随管径D增大而增大,并且曼宁糙率n的相对增幅远大于海森-威廉系数Ch,当前设计中忽略管径D对曼宁糙率n的影响是造成部分工程水头损失计算误差较大的原因之一。海森-威廉公式对不同管径的适应性优于谢才-曼宁公式,工程设计如采用谢才-曼宁公式,需考虑管径和流速对曼宁糙率n的影响。上述成果可为管道输水工程的设计、运行和管理提供参考。     

不同流量下渐扩段局部水头损失数值模拟

为研究不同流量下渐扩段局部水头损失规律,选取了MIKE软件的水动力(HD)模块,对渐扩段水面线进行模拟分析,从而得出局部水头损失的水面线、流场等相关规律,并与计算值进行对比。计算结果表明:模拟得到的渐扩段沿程水面线与计算值吻合较好,且从流场图上及水位对比图中可看出,MIKE软件更能很好地模拟出局部水头损失,大大减小计算的难度和复杂程度,且能做到精确模拟。研究成果可为相关实际水利工程提供依据。     

大型输水渠道系统建筑物水头损失处理方法研究

大型输水渠道系统往往穿越大量过水建筑物，如何合理的确定这些建筑物的水头损失是渠道运行调度仿真计算中的一个关键问题。对各类建筑物按照水头损失的计算方法进行了分类，采用概化断面的方法，对渠道渐变段、倒虹吸管身段推导出了便于实际仿真计算的总水头损失计算公式，并给出了各公式系数的计算方法；对其它建筑物也给出了有效的处理措施，并给出了计算节制闸设计局部水头损失的方法。实例计算表明，本文提出的建筑物水头损失处理方法简洁高效，能够提高渠道运行调度仿真计算的效率和精度。     

对能量法计算江河水面线几个问题的探讨

该文对能量法计算江河水面线中的特殊地形对计算成果的影响、糙率误差对成果精度的影响、局部水头损失系数的合理选取、水面线推算方向的选择、起算水位的“消噪”处理、计算方法等常见问题进行了初步探讨,可供水利设计同行参考.     

南水北调东线工程金湖站厂房布置研究

金湖站位于南水北调东线长江至洪泽湖段输水线上，其主要任务是供水、排涝和防洪，设计流量150m^3／s，安装灯泡贯流式机组5台套。该站采用堤身式布置型式，具有挡洪水位高，机组安装位置低，单机设计流量大，供排水扬程悬殊，周边地势低洼等特点。为协调好站区内外部环境，提供良好的运行管理条件，现从金湖站工程的具体条件出发，提出了四个厂房布置方案进行研究，经技术、经济比较，选择了地下式厂房的布置方案。     

泵站出水池-无压隧洞过渡段体型优化研究

泵站出水池到无压隧洞过渡段体型对隧洞的过流能力、沿程水面线及局部水头损失影响显著。针对某泵站工程过渡段的水流特性问题,采用比尺为1∶25物理模型对该过渡段进行了优化研究,延长了过渡段长度,增加了边墙扭曲段。研究发现:模型改进后,过流能力增加,水流平稳;局部水头系数从原设计的0.057~0.111减小至0.051~0.111;中心线水面线的纵向变化幅度减小。通过各项指标表明,优化后的过渡段比原设计方案显现出更为优良的特性,提出的优化设计方法可为其他类似工程提供借鉴经验。     

粗沙高含沙浑水的沉降特性及粗泥沙的群体沉速

由粗沙高含沙浑水的静水沉降试验资料，分析得出只有在含沙量接近极限含沙量时，垂线含沙量及级配分布才会均匀稳定，并与前人在水槽形成层移质的体积比含沙量Ｓｖ＝０．４５一致；含沙量小于极限含沙量时，垂线含沙量及级配分布都有梯度。通过分析论证，发现若用浑水的容重、粘性代替清水的容重、粘性，则沙玉清介流区单个球体沉速公式可用以计算粗颗粒泥沙的分组群体沉速。     

南水北调中线干线工程渠道逆止阀的施工工艺和质量控制

以南水北调鹤壁段第二施工标段为例,介绍了渠道逆止阀的安装工艺,如遵循＂基础开挖→回填第一层粗砂→埋置集水暗管→回填暗管周边粗砂→铺设保温板→铺设复合土工膜→安装逆止阀＂的施工流程;质量控制方法,如控制逆止阀安装位置、高程、数量等。     

胥浦活水泵站肘形进水流道流态分析及优化

胥浦活水泵站为一座长江边低扬程引水泵站,设计流量5.0 m3/s,最大扬程3.3 m。为适应其低扬程、小流量的特点,选用了全贯流潜水泵,在原胥浦节制闸底板上改建安装。为了保证在长江低水位时,水泵进水口完全淹没,进水流道型线平顺,流道内无涡带或其他不良流态,机组启动正常和运行稳定,利用三维数值建模、边界条件设置与三维湍流流动模拟,运用计算流体动力学CFD方法,进行进水流道内部流动数值模拟,多方案分析和比较进水流道内部流态、水泵进水条件和流道的水力损失。计算结果表明,进口尺寸1.1 m×3.4 m(高×宽),出口直径1.2 m的型线B方案进水条件好,流道水头损失小,满足水泵高效运行的要求。优化设计方案为泵站安全运行提供最优的设计进水流道型线和设计参数。     

碾盘山水利水电工程枢纽布置设计

汉江碾盘山水利水电枢纽工程位于汉江中下游湖北省钟祥市境内,是汉江流域综合开发治理工程之一,也是国务院确定的172项节水供水重大水利工程之一。该工程泄洪量大、水电水头较低,工程区存在深厚覆盖层、软岩等地质问题。枢纽建筑物类型较多,主要由22孔开敞式平底泄水闸、河床式灯泡贯流机组厂房、船闸、横隔板鱼道、垂直心墙土石坝组成,经过多种方案的比选与论证研究,确定枢纽呈"一"字型布置,自左至右依次布置左岸土石坝、泄水闸、电站厂房、连接坝段、鱼道、船闸及右岸连接重力坝。     

恰甫其海工程导流洞进口明渠预留岩坎防渗灌浆处理

恰甫其海水利工程导流洞进口岩坎特别是高程912m以上的岩石较为破碎，又有明显的渗漏水。根据这一特点，须采用特殊的灌浆方法进行处理，以保证导流明渠以及导流洞相对干燥的施工环境。