透水斜槛对溢洪道泄槽弯道水流改善效果试验

为了探索透水斜槛对溢洪道泄槽弯道水流的改善效果,在弯道底板布置了5道斜角45°透水率分别为27.9%、37.9%、49.5%的透水斜槛进行了模型试验。利用试验结果,计算了弯道横断面水面均匀度及提高率、凹凸岸水面差及减少率等指标,以此分析不同透水率斜槛、不同流量条件下弯道段水流的改善效果影响。结果表明:弯道设置透水斜槛后能够改善弯道水流,提高弯道水流均匀度,降低凹凸岸水面差;透水率对水流改善效果有影响,在相同流量情况下,透水率越小,斜槛对水流改善的效果越好;斜槛改善水流的效果随流量变化,流量越小,改善效果越明显。但就弯道横断面水面均匀度改善效果而言,不同透水率、不同流量之间相差不大。     

弯曲溢洪道泄槽内不同整流措施对比研究

为了对比研究不同整流措施对弯道流态的改善效果,本文通过数值模拟方法建立了无措施、布置导流墙、丁坝、斜底槛四种模型,通过模拟结果可以发现布置导流墙后,可以减小弯道水流惯性力,流态得到一定改善.布置丁坝后流态较导流墙效果不明显,但主流区被导向凸岸,对凸岸具有一定防冲刷作用.布置斜底槛后,下游的左右岸水力要素分布均匀,而且旋涡较多,具有导流与消能的双重作用.     

斜底槛最优高度的比选研究

为了得到较好流态整治效果下的斜底槛高度,通过设计模型试验,利用单因素递进分析法设计五级斜底槛高度,得到不同高度水平下的断面水能耗散率与平均水面横比降降低率,结果表明:随着相对高度的增加,斜底槛对水流能量的消减先增大后减小,当斜底槛相对高度为0.4H时,斜底槛对水流能量的消减作用达到最大,随着斜底槛相对高度增加,水面横比降降低率先提高后降低,在相对高度为0.4H时,降低率达到最大.因此斜底槛高度为入弯前断面水深的0.4倍时,对弯道水流流态改善较好.     

双弯道溢洪道水力特性研究

针对溢洪道受地形地质等条件的限制，在短距离内设计了两个转向相反的弯道，且弯道曲率半径小，坡降大的情况，采用模型试验和数值模拟相结合的方法对溢洪道的水力特性进行对比研究。通过试验选取斜槛法改善弯道水流，并确定了斜槛的数量、几何尺寸及布置角度。研究结果表明，通过布置斜槛，减小了横向高差，水流能均匀地进入消力池，形成稳定的水跃，较好地解决了弯道中小曲率大坡降的问题。     

陡坡弯道水流条件改善数值模拟研究

小南海溢洪道下游弯道坡降陡达1：5．551,下泄水流流速超过14m／s,由于该陡坡弯道内水陡流急,同时受弯道离心力的影响,下泄水流流态紊乱,形成明显的急流冲击波,各级流量下水体集中于弯道凹岸,校核洪水最大横向超高达5．24m,不能满足设计要求。通过研究,采用斜槛法为主,辅以斜底法优化后,陡坡弯道内的急流冲击波基本消除,横向水面超高也明显降低,可以满足设计要求,为实际工程所应用。     

斜槛法在消减弯道急流冲击波中的应用

泄水建筑物在陡槽段由于地形、地质条件等因素限制常设置有弯道，当水流通过时不可避免将产生急流冲击波，对工程安全运行极其不利，为此，实际工程须采取相应措施对之加以处理。本文围绕克纳普所提的斜槛法，结合桑株河水库、平定河水库、凤凰水库等工程实践，对斜槛设计及布置进行了归纳总结。实践表明：斜槛法的合理应用对消减弯道急流冲击波能起到显著效果。     

利用斜槛消减弯道急流冲击波的应用

泄水建筑物在陡槽段由于地形、地质条件等因素限制常设置有弯道,这种情况下,当水流通过时不可避免将产生急流冲击波,对工程安全运行极其不利,为此,实际工程须采取相应措施对之加以处理。本文围绕克纳普所提的斜槛法,结合桑株河水库、平定河水库、凤凰水库等工程实践,对斜槛设计及布置进行了归纳总结。实践成果表明:斜槛法的合理应用对消减弯道急流冲击波能起到显著效果。     

一种改善溢洪道陡槽弯道水流流态的措施研究

水库溢洪道受其地形、地质条件限制,在陡槽段不得不设置弯道。针对云南省某水库溢洪道,通过水工模型试验研究,水流通过陡槽弯道后产生了不对称冲击波,水流分布极不均匀,水流流态紊乱,下游消能能力严重不足。为解决这些问题,经反复试验,最终在陡槽弯道段底部垂直布置了四道斜槛。采用这种工程措施,起到了消减急流冲击波,改善陡槽弯道水流流态,提高下游消能能力的良好效果,可为同类工程提供一定参考。     

丁坝群对弯道水力特性影响的数值模拟研究

弯道螺旋流是弯道水流的特点之一,弯道环流会造成凸岸发生淤积,凹岸遭受冲刷,对护岸工程非常不利。在弯道中布设丁坝可有效减弱弯道螺旋流强度,改善水流流态,保护岸坡稳定。采用RNGk-ε湍流模型,应用VOF法捕捉自由水面,采用半隐式SIMPLE算法求解速度与压力耦合方程组,模拟在60°弯道内布设丁坝群后弯道水流特性。研究表明:数值模拟的水位、流速和试验数值据吻合良好。弯道内设置丁坝群后,可有效改善凹岸区域的冲刷及凸岸的淤积,主河槽的水深增加,水面横比降减小,说明丁坝群的布置在稳定弯道水流,防止岸坡冲於方面有较好的效果。     

导流墙对弯道横断面水面差影响实验

为研究导流墙对溢洪道泄槽弯道段水流改善的效果,进行了不同水力条件下溢洪道泄槽弯道设置导流墙水工模型实验。结果表明:设置导流墙后,弯道横断面凹凸岸水面差比无导流墙条件下有明显的下降,但水面差仍然存在;弯道横断面凹凸岸水面差的变化规律与无导流墙时相同,即随流量的增大而增大、随底坡的增大而增大、随弯道轴线半径的增大而减小;导流墙的设置,使弯道横断面凹凸岸最大水面差发生的位置产生变化,有导流墙情况下,大多发生在弯道中间上下游相邻断面,无导流墙情况下,大多发生在弯道中间之前的上游断面。     

淹没溢流消力槛槛高的简化计算法

消力槛式消能工的水力计算主要解决池长和槛高问题。而在淹没溢流槛高计算中，涉及求解高次隐函数方程，目前多采用图解法和试算法来完成。这里依据消力槛式消能工水力计算的基本公式，采用多参数的优化拟合法，获得了可直接求解槛高的计算简化公式，使求解简捷、直观、便于应用。     

收缩墩与跌坎消力池水力特性的试验研究

为探究解决跌坎型消力池在大单宽、低弗劳德数条件下引起的振荡型水跃问题,进行了跌坎型消力池和收缩墩与跌坎型消力池两类消能工试验,对比分析了试验的流态、流速和压强分布规律。试验结果表明,加设收缩墩后,入池射流破坏了表面水流与水垫层剪切形成的大幅度振荡波动,有效地解决了振荡型水跃问题,降低了水流对底板的冲击压力。     

尼尔基水利枢纽工程溢洪道布置

尼尔基水利枢纽工程岸坡式溢洪道采用了先进的双差动扩散式底流消能形式,解决了低水头、大泄量、低弗汝德数水工建筑物的消能难题,并经水工模型试验验证,布置合理,消能效果良好。     

分侧式闸站枢纽下游底坎整流特性

采用Flow-3D数值模拟结合物理模型试验的方法,探索底坎对分侧式闸站枢纽下游回流和偏流问题的改善效果,建立了漩长、漩宽、流速不均匀系数等水力特性与底坎尺寸、位置的相关关系,为底坎的优化设计提供依据。结果表明,底坎能有效改善回流和偏流问题,使单侧水流能够更快扩散到整个河宽断面;随着坎高和坎墩间距增大,漩长、漩宽和流速不均匀系数均明显降低,整流效果提高;随着坎宽增大,上述水力特性参数均先降低后升高,整流效果先提高而后出现减弱现象;流速不均匀系数沿水流方向变化趋势相同,均是先增大后减小。     

丹江口大坝加高溢流表孔水下封堵施工技术

确保混凝土浇筑施工的干场作业条件,是丹江口大坝溢流堰面加高混凝土浇筑项目的关键环节。通过方案比较,选择空腔混凝土叠梁浇筑水下混凝土和钢叠梁闸门相结合的方案进行水下封堵施工。现场施工过程中克服现有工程技术条件,相继解决了混凝土叠梁安装定位、浇筑前止浆、水下混凝土浇筑、水下新增钢叠梁闸门底坎及后期渗漏处理等问题,并首次在水下进行闸门底坎埋件安装、调平,同时采用新型水下不分散、自流平的聚合物树脂混凝土作为底坎埋件的二期混凝土,形成完整的闸门底坎止水结构。     

电厂排水口消力池优化试验研究

结合某电厂排水口工程进行了水力模型试验，主要研究了消力池的水力特性及其下游的防冲措施，旨在改进原设计方案，为优化设计提供依据，针对原设计的扩散式消力池中因扩散角过大造成的池内流态不佳、出流不均的问题，提出在池中前端设置适宜的消力槛，能明显地改善池内流态、均化出流；并通过试验对消力槛的设置参数及体型进行了优化，将消力池长度缩短后的池内设槛方案作为推荐方案，消力池下游防冲措施研究中，对设置斜坡式海漫或防冲槽的防护方案分别进行了泥沙冲刷试验，结果验证了消力池改进方案的有效性和斜坡式海漫防护措施的安全性，提供了防冲槽抛石防护措施中可采用的一些设计参数，本研究成果可供类似排水口工程设计时参考。     

大型城市水源泵站前池流态及改善措施试验

结合上海市长江引水三期工程水源泵站水力模型试验,研究和分析大型城市水源泵站前池流态以及产生不良流态的原因,提出了消涡板、非全段式底坎和八字形导流墩等改善不良进水流态的工程措施,并对底坎和八字形导流墩措施进行比较分析。试验结果表明,虽然底坎和导流墩整流措施布置形式不同,但两者改善流态的效果差异不大,均能有效改善泵站前池的进水流态,提高水泵运行工作效率。     

池末尾坎自由出流的消力池布置研究

池末尾坎自由出流的拦河闸下游消力池流态较复杂,其水力特性和体型布置是工程设计和运行关心的问题。通过水力模型试验研究,对尾坎自由出流的消力池池长和消力池末端尾坎高度的关系进行分析,提出消力池体型布置方法:首先在消力池水平段池底高程选定的基础上,根据消力池进口断面弗劳德数,初选池末尾坎高度;其次通过调整尾坎高度和计算尾坎顶水深,使两者之和与跃后水深的比值在1.15~1.2之间,则消力池水平段池长与跃长的比值可减小至0.8~0.85。该方法可较合理地确定尾坎自由出流的消力池水力和体型参数。     

船闸布置在弯道凹凸岸附近时通航条件分析

统计了枢纽中通航建筑物的布置现状,阐述了枢纽中船闸布置的有关规定,重点对通航建筑物布置在凹岸或凸岸附近时的边界、水流和航行条件作综合分析.分析表明:船闸布置在凹岸时的有利条件多于凸岸;当船闸引航道口门区处在弯道段时,会受斜向水流与弯道水流的共同作用,增加船舶(队)进出口门的难度;当连接段处在弯道段时,船舶(队)受到弯道水流与航线夹角和船队轴线与航线夹角的双重作用,船舶操舵较顺直河段困难.同时需研究船舶(队)回转半径与操舵角的关系.