阶梯消能技术在广东省水利工程中的研究与应用

泄水建筑物陡坡段的阶梯消能工包括连续式的内凹型阶梯和不连续式的外凸型阶梯两种形式,其作用是增大陡坡段泄流的跌流和摩阻、增加泄流的消能率、简化下游消能设施、节省工程投资。本文介绍了阶梯消能技术在广东省水利工程泄水建筑物中的研究和应用情况,并对连续式的内凹型阶梯和不连续式的外凸型阶梯两种形式阶梯消能工的应用条件进行了初步分析和探讨,供类似的工程设计和建设参考。     

利俩水利枢纽排洪道消能方案研究

结合“利俩水利枢纽水工整体模型试验”的研究成果，对排洪道消能方案的选择进行了深入的分析论述。经研究推荐的宽尾墩加小斜坎结合反坡挑坎的联合消能布置形式，较好解决了该类型排洪道的消能问题，效果良好。     

孔板消能工的体形对隧洞泄洪消能的影响

本文介绍了作者近期的试验和对国内外已有成果的综合分析，讨论了孔板消能工下游的时均压强沿程分布和能量损失系数同消能工体形因素如上游进口形状，下游出口形状，孔板厚度等的关系，分析了各因素的影响，并由此得出水力学意义的几项界限；厚孔板与薄孔板的界限，孔板上游进口坡度及孔板下游出口坡度对能量损失影响的界限，推荐了工程实用的范围。     

管道消能研究概述

有压管道输送作为输送的基本方式之一,已日益受到人们的关注。但消除过剩的能量是保证有压管道安全输送的关键。因而选择正确合理的管道消能方式是确保下游建筑物以及有压管道经济安全的基本条件。通过对常见的几种管道消能方式进行的简要的概述,为选择合理的消能方式提供借鉴。     

X宽尾墩应用与发展的试验研究

本文在总结传统宽尾墩与普通X宽尾墩消能工所存在问题的基础上，通过思林水电站泄洪消能建筑物的试验结果分析，提出一种新型X宽尾墩消能工。该消能工体型简单，能满足表孔泄洪流量变化范围大、消力池纵向长度小、尾坎低的要求。与传统宽尾墩对比试验结果表明，消力池水流消能充分、下游河道水面波动小、消力池底板脉动小、满足工程安全运行的需要。     

配电网络断线谐振及抑制方法

通过模拟试验，从典型的断线回路中揭示出断线谐振的许多性质及其产生规律，提出了瞬间吸能配以附加相间电容的消谐方法，研制的消谐装置能够满足现场的实际需要。     

复杂洞塞泄洪洞消能和空化特性研究

针对高水头、大流量、出口尾水位低、消能防蚀问题突出的导流洞改建为洞塞泄洪洞工程,本文提出了＂垂直洞塞＋压坡洞塞＋水平洞塞组＂的布置形式,采用模型试验与数值计算相结合的方法分别对其消能和空化特性进行了研究。研究结果表明,该布置形式的消能率超过80%;泄洪洞各水平洞塞均无空化发生,虽垂直洞塞段出现了弱空化,但均位于水体中部,不靠近边壁,不会对建筑物产生空蚀破坏;数值模拟揭示了有压洞段详细的流场特征及消能原理。     

四川省鸭嘴河布西水电站溢洪道形式比选

在坝型比选阶段，对鸭嘴河布西水电站溢洪洞形式进行了比选优化。认为以具有消能井的竖井同导流洞相结合代替原可研阶段设计的侧堰加“龙抬头”与导流洞相结合具有许多优点：消能率高，将大部分能量直接在竖井内及其流道中消除，且布置灵活、泄量大、设施简单、运行安全可靠、节约投资等。     

孔板混合流消能研究

在软基低堰掺气窄缝戽流消能研究基础上，提出一种新型消能工——孔板混合流消能工。试验结果表明：孔板混合流的下游冲刷深度平均减少50％，涌浪高度降低70％，从而减轻对下游及两岸的冲刷，减少了工程量。     

跌扩型底流消能工消能的试验研究

采用水力学试验方法,对跌扩型底流消能工的消能及其机理进行了初步分析和试验研究,详细分析了跌扩型底流消能工消力池内水流流态与水流结构,由此论述了该消能工的消能机理,又在试验成果的基础上从消减临底和临墙流速方面分析了跌扩型底流消能工的消能作用。研究成果表明,跌扩型底流消能工,由于跌坎和突扩的存在,大大减小了临底和临墙流速,提高了消能效果。     

阳江抽水蓄能电站下库溢洪道消能研究

阳江抽水蓄能电站下库溢洪道具有泄流落差和单宽流量较大、陡槽段平面转弯等特点,溢洪道的急流冲击波和消能问题较突出。通过水力学模型试验研究,在弯曲陡槽段进口上游设置"底流消力池 T型消力墩"的一级消力池、弯曲陡槽段内设置斜向高低坎和陡槽段内设置外凸式阶梯跌坎等辅助工程设施,改善了溢洪道泄流流态,妥善解决了溢洪道消能问题。     

过渡阶梯体型对一体化消能工水力特性的影响

宽尾墩+阶梯溢流坝+消力池的一体化消能工有效地解决了我国高坝泄洪建筑物在高水头、大单宽流量下的高速水流问题,但仍然存在空蚀破坏的问题。通过对三种过渡阶梯与阿海原工况共4种方案下Y型宽尾墩+阶梯溢流坝+消力池一体化消能工进行水工模型试验,对比分析其水力特性,结果表明：①各方案反弧段内的最大时均压强出现在方案一中,相比有过渡衔接方式的三种方案的最大时均压强增加了3.3%;②过渡阶梯体型对台阶面负压影响较大,最大负压均出现在第二台阶立面凸角上缘,四个方案中,方案三最大负压最小,为-0.33 kPa;③从消能方面来看,方案一的消能率最低,为51.71%,方案三的消能率最高,为52.77%,比方案一增加了2.05%。     

台阶式溢洪道阶顶过流断面平均流速沿程变化研究

台阶溢洪道是目前热点的研究方向。台阶流速是重要的水力参数,为研究台阶式溢洪道阶顶过流断面平均流速水力特性规律,本文将将台阶式溢洪道流速与对应光滑溢洪道流速对比,引入台阶相对流速的概念。通过对26.57°、32.01°、38.66°和51.3°四组不同坡度,0.5m~2.0m不同台阶高度台阶式溢洪道进行试验研究,探讨了阶顶过流断面平均流速、相对流速与流程长度、单宽流量、台阶高度、坡度、相对消能率之间的关系。台阶式溢洪道阶顶过流断面平均流速与流程长度、单宽流量、相对消能率呈较为复杂的曲线关系,而相对流速和这些参数表现出良好的线性关系。单宽流量、台阶尺寸、坡度对相对流速有较大影响,单宽流量大,同一流程断面相对流速小;台阶高度高、坡度大,台阶相对流速大。相对流速和相对消能率也表现为良好线性关系,同一相对消能率,单宽流量越大,相对流速越小,对水流的阻力作用减弱。     

多层多股水平淹没射流的消能研究

采用三维数值模拟,研究了多股多层水平淹没射流的流动特性、漩涡结构和消能机理。利用水工模型试验,研究了影响其水力特性的主要因素。研究结果表明:多股多层淹没射流利用在射流轴线周围所形成的强剪切、三维立体漩滚的剧烈混掺来实现消能,消能率较高,且在平面上没有形成明显的、贯穿的立轴漩涡。结合模型实验,提出中孔泄槽以等宽或微收缩为宜、表中孔最优坎高差应大于中孔水流的主流水深等建议。     

台阶式泄槽溢洪道的水力特性和设计应用

台阶式泄槽溢洪道的显著特点是沿溢流面的消能率大大提高,从而可免除或极大地缩短溢洪道末尾所需消能工的尺寸。台阶水道还可用于水处理工厂,促进空气中的气－水交换和有机质的挥发。参阅国内外资料的基础上,本文对台阶溢洪道的发展现状、流态和水力特性,以及台阶溢洪道的设计应用做了介绍。     

电缆沟道积水产生的原因及防水处理

通过对某供电分公司电缆沟道现状的调查,对电缆沟道积水产生原因的分析,探求沟道内积水的有效处理方法。并介绍了1个成功处理的范例。     

基于振荡能量的低频振荡分析与振荡源定位:（一）理论基础与能量流计算

提出了一种基于振荡能量的低频振荡分析方法。该方法通过网络中的振荡能量流评估元件的阻尼特性、定位负阻尼发电机和外施周期性扰动的位置。文中首先证明了发电机能量消耗和其阻尼转矩的一致性。然后利用广域测量信息,建立了不需要构造能量函数的网络中振荡能量流的计算公式。由于流入支路的振荡能量包含支路暂态能量的变化以及支路消耗或产生的能量,因此提出了一种计算能量流的实用方法,以减少其中的暂态能量分量,而只计算出支路消耗或产生的能量。由于系统的总能量与振幅对应,因此消耗能量的元件对振荡衰减的贡献为正,具有正阻尼,而产生能量的元件是振荡源。利用发电机的能量消耗来估计其阻尼转矩系数,与阻尼转矩分析的结果相符。利用能量流即可定位振荡源。     

宽尾墩的泄洪消能效果与雾化影响

宽尾墩是行之有效的收缩式消能工体形,也经许多工程实践所证实.它消能效果和流态很大程度取决于体形设计.本文简要的论述几个体形参数的选择,同时也讨论了宽尾墩泄洪时雾化问题,并提出雾化影响计算公式和雾化防治观点.     

弯道水面横比降沿程分布特性研究

弯道的水力特性一直备受人们重视.河湾水面横比降则是其重要研究课题之一.目前弯道水面横比降的计算公式多只适用于弯顶部位.现场与试验资料均显示,弯道水面横比降是沿程变化的,一定条件下可能还相当明显.本文通过弯道水流模型试验,对该课题进行了系统研究,得到了弯道水面横比降沿程分布特性及其统一计算公式.通过与实测资料和前人成果的比较,说明本文公式更为简单适用.为进一步研究弯道的水力特性奠定了理论基础.