南水北调中线总干渠淇河渠倒虹吸水力学模型试验研究

本文以淇河渠倒虹吸工程为背景，通过1：20的大型水工模型试验和广泛的资料分析论证，对倒虹吸工程的水力模拟和相似问题以及各种水力学问题进行试验研究，内容涉及到倒虹吸水力学的所有方面，取得大量成果，为南水北调中线工程中倒虹吸工程的设计提供了大量有价值的参考资料。     

S9磁河渠道倒虹吸工程

磁河渠道倒虹吸为南水北调中线总干渠（京石段）河北省境内的一座大型河渠交叉建筑物，位于河北省正定县大寨村附近。磁河倒虹吸工程由进口渐变段、进口闸室段、管身段、出口闸室段、出口渐变段5部分组成，全长579m。工程等级为Ⅰ等，主要建筑物按1级建筑物设计，设计输水流量为165m^3／s。加大流量为190m^3／s；工程防洪标准为：     

水工建筑物及水力机械水力学研究专题论文综述（上篇）

第一专题的题目是“水工建筑物及水力机械水力学研究”。此专题共有７１篇论文,分为４个小题,即：（１）－Ａ,水工建筑物水力学;（１）－Ｂ,高坝水力学;（１）－Ｃ,消能问题;及（１）－Ｄ,水力机械水力学等。述评分为上、下两篇。上篇的论文涉及的水工建筑物有：平原水闸、大型溢流坝、泄水底孔、倒虹吸、引水管道、实用堰、双层泄水闸、插板门、各型控制闸门、引水枢纽、以及各种型式的消能工等。上篇共列有５个小题,它们是：明渠水力学问题;施工水力学问题;水工模型试验技术;水力学原型观测及水力机械水力学等。     

低水头大流量倒虹吸工程总体布置中几个问题的研究

通过南水北调中线工程淇河渠道倒虹吸模型试验，对低水头大流量倒虹吸工程总体布置中的几个问题进行了研究，结果表明，控制闸宜设在上游，流态稳定，水流条件好，倒虹吸管进口不需要设置通气孔，也没必须使倒虹吸进口顶缘低于倒虹吸管通过最小流量时进水口前的水位，该项研究成果在南水北调中线工程和平原地区低水头大流量倒虹吸管的设计与运用中有一定的推广价值。     

通惠河倒虹吸施工降水措施

通惠河倒虹吸施工降水措施王永刚（北京市水利工程基础处理总队１工程概况通惠河倒虹吸是北京市引潮入城工程输水管线的一部分，位于朝阳区高碑店乡，由通惠河和规划中的新通惠河道下部穿过，全长２４１．５ｍ，分为穿河段和一般管线段两部分。穿河段长６５ｍ，河道多年运...     

南水北调中线工程排水倒虹吸布置的优化分析

排水倒虹吸是南水北调中线工程左岸排水建筑物中数量最多的一种型式。鉴于总干渠沿线复杂的地形地质条件和水力学条件,每座排水倒虹吸的工程布置都有其自身的特点。本文以南水北调中线一期工程总干渠鲁山北段李村沟排水倒虹吸的工程布置为例,浅析其工程布置的基本思路,为以后优化排水倒虹吸的工程布置提供参考。     

甘肃省引洮二期工程十干渠老庄河倒虹吸设计

甘肃省引洮二期工程是已实施的引洮一期工程的延续工程,属大型调水工程。倒虹吸是该调水工程中数量较多的一种跨沟建筑物。该工程输水距离较远,水头紧张。老庄河倒虹吸工程位于二期工程的十干渠上,该倒虹吸工程在设计上遇到的主要问题是流量较大而水头较小。文中简要叙述了该工程的总体布置、进出口及倒虹管道的设计和它们的水力设计。     

南水北调总干渠穿沁倒虹吸工程水力计算

结合南水北调总干渠穿沁倒虹吸工程水文地质条件和相关工程规范,对河道壅水以及行洪口门冲刷深度进行水力计算,初步确定了穿沁倒虹吸长度。同时对不同流量下倒虹吸的水头损失进行水力计算,得到流量与水头损失的关系。根据水力计算成果再对倒虹吸布置进行校核,对倒虹吸工程的合理设计具有一定价值,也可为类似工程设计提供参考。     

河北省水利工程局五处承建南水北调4个工程项目并获殊荣

2003年以来，河北省水利工程局第五工程处先后承建南水北调中线京石段应急供水工程项目4个，分别为：滹沱河倒虹吸（S4标）工程、孟良河渠道倒虹吸（S17标）工程、中线直管河北二标工程、中线直管生产桥二标工程。     

倒虹吸工程防淤措施的管道模型试验

倒虹吸工程属于交叉建筑物,修建倒虹吸工程对原有河流输水输沙的影响是一个普遍问题。通过对倒虹吸工程河工模型试验研究,分析了倒虹吸工程及工程下游的冲淤变化。结果表明,工程修建运用后,倒虹吸的下泄水流条件发生变化,倒虹吸管内可能产生淤积,而工程下游局部则造成冲刷,需采取必要的防淤防冲措施。     

倒虹吸工程水力学模型试验

为研究大型倒虹吸水力特性,通过新疆北部某倒虹吸工程1∶16的水工模型试验,对不同运行工况下倒虹吸过流能力、水流流态及压力分布等问题进行研究。试验结果表明,水头损失实测值与设计计算值较接近,满足设计要求;在设计流量下管道最大压力位于倒虹吸管最低段末端且小于设计值;但充水过程中,流量由13m3/s增至15m3/s时,发现上游进水口有间歇性立轴漩涡形成。为了保证工程的正常运行,建议对上游沉沙池与消力池之间渠道进行优化。     

超长倒虹吸出口明满流仿真闸门动态边界设置方法

鄂北调水工程中的孟楼-七方倒虹吸长达72km,其闸门调控下的出口边界设置对倒虹吸管内水力响应过程有显著影响。超长倒虹吸出口闸门处于有压段与明渠段的交界处,属于长有压管道闸孔淹没出流,具有高度耦合、非线性化的特点。常用的有压隧洞泄流公式未考虑倒虹吸内的非恒定流运动,不适于作为长倒虹吸出口边界,Henry公式能够合理反映闸门调控下的水力响应规律,但难以反映水击震荡特性。在此基础上,提出一种将出口闸门涵管化的边界处理方法,仿真结果揭示出在快速关闸时倒虹吸管中伴随有显著水击振荡,下游段事故工况中最大水击压强达25.1m(初始压强为8.8m),最大水击振幅为16m,压强变化特性与类似试验结果相符。提出的方法可为鄂北调水工程的事故工况调度提供技术支撑,也可为类似明满流动态边界仿真建模提供参考。     

大型倒虹吸工程水头损失及水力计算

针对三个泉倒虹吸实际过流能力富余、小洼槽倒虹吸实际过流能力不足的问题,基于工程特点及水力设计习惯,借鉴当量糙度的取值方法,分析了不同流量下三个泉与小洼槽倒虹吸的沿程水头损失,并与实测值对比。结果表明:对于三个泉倒虹吸的PCCP管和钢管,用柯尔布鲁克公式计算所得的水头损失与实测值更接近,明显小于水力设计时采用谢才公式所得值;对于小洼槽倒虹吸的玻璃钢管,用柯尔布鲁克公式计算所得的水头损失与实测值也更接近,但明显大于水力设计时采用谢才公式所得值。在此基础上,利用计算获得的沿程水头损失反算得出糙率n值和当量糙度Δ值,发现实际过流能力出现偏差的主要原因是水力设计时采用的谢才公式不适用于大口径倒虹吸管道内的流态。     

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。     

大型倒虹吸合理管节长度研究

合理管节长度的确定是大型倒虹吸结构设计、施工与运营的关键问题之一。以某区待建大型倒虹吸为研究对象,考虑管-土相互作用、回填材料固结、地基基础变形等因素的影响,分别建立了15、20 m和25 m共3种管节长度倒虹吸的三维有限元模型,考虑运营期的荷载工况组合,开展了非线性力学分析。对比分析了3种管节长度倒虹吸的整体沉降,管体竖向变形、应力及管节张开量,在此基础上给出了合理管节长度的建议。同时,以建议的管节长度开展了应力分析,指出了其易发生破坏的位置并提出相应的技术措施,为待建倒虹吸的设计与施工以及同类工程实践提供参考。     

大型城市取水泵站虹吸式出水管水力特性研究

结合上海市长江引水三期工程取水泵站虹吸式出水管水力模型试验,分析了城市取水泵站虹吸式出水管的类型及特点,研究了影响虹吸式出水管虹吸形成的因素,提出了虹吸形成时间短的出水管布置修改方案.研究结果表明,修改方案有效地改善了虹吸式出水管的水力特性,提高了水泵运行的可靠性.     

倒虹吸管身段压强数值模拟研究

通过采用标准k~ε模型模拟湍流,对小洼槽大型倒虹吸管身段在不同流量下进行三维流场数值模拟,并将Q=12.00m3/s和Q=14.00m3/s两种情况的倒虹吸管身段压强值与原型观测数据进行对比分析,结果表明数值模拟和模型试验资料基本吻合,为小洼槽倒虹吸运行管理提供理论依据。     

沧河渠道倒虹吸工程行洪口门宽度试验研究

在宽浅式河道上修建穿河倒虹吸工程，行洪口门宽度是影响建筑物投资和安全的决定因素。结合沧河渠道倒虹的工程情况，在数值计算基础上，运用河工模型试验，对穿河工程附近河道的壅水和冲刷进行研究，采用670m口门宽度方案。对同类工程设计具有一定的参考价值。     

大口径玻璃钢管承插式接头局部水头损失系数探究

针对大口径玻璃钢管承插式接头局部水头损失系数取值问题,以新疆小洼槽倒虹吸工程为例,结合工程实际选取合理的观测段,并依据多年实测资料,采用伯努利方程原理,初步确定倒虹吸管承插式接头局部水头损失系数。在此基础上,将倒虹吸全段水头损失（包含承插口接头局部水头损失）水力计算结果与上下游水位实测数据进行对比分析,验证该系数取值范围的准确性。最终建议大口径玻璃钢管承插式接头局部水头损失系数ζ取值范围为0．0035～0．005。