跌坎式底流消力池边墙突扩宽度对池长的影响研究

对于山区峡谷,底流消能工长度方向工程布置往往受限。通过水工模型试验,研究跌坎深度10cm,跌坎式底流消力池边墙突扩宽度变化时,池内水流流态、底板时均压强及脉动压强不均匀系数的变化对消力池池长的影响。成果表明:流量Q=12L/s,相对于传统的底流消力池,突扩宽度由5cm依次增加到10、15、20cm时,消力池池长缩短长度分别为24、27、29cm。     

消力池底板块的失稳破坏机理及其防护措施

本文根据国内外一些高坝消力池和水垫塘失事破坏的调查资料，说明了脉动压力在引起破坏中的作用。从理论上分析了脉动压力的基本特征及其分布规律、板块上脉动上举力的产生机理，论证了脉动上举力是导致消力池底板揭底破坏的主要原因。论述了合理设置止水设施、排水设施以及锚固措施等对防止破坏的效果，讨论了计入脉动荷载的底板块稳定性设计准则，提供了消力池底板块的设计和防护参数。     

分洪闸水力特性及其枢纽布置

分洪闸是重要的枢纽控制建筑物,其运行条件与水力特性有别于其它水闸。在总结大量的已建工程原型观测资料和模型试验成果的基础上,对分洪闸枢纽布置,包括闸上引渠、喇叭口与分水裹头等优化布置以及消力池、翼墙、海漫设计等进行了分析探讨。     

大朝山水电站碾压混凝土重力坝台阶式溢流面设计

大朝山水电站碾压混凝土重力坝的最大坝高为111m,设计洪水位为899m(500年一遇),此时,表孔下泄的设计流量为9992m3/s,堰顶设计单宽流量为132.7m3(/s·m)。通过多次表孔水工模型试验研究和近三年表孔泄水运行,验证了大朝山水电站碾压混凝土重力坝的表孔采用宽尾墩、台阶式溢流面和戽式消力池联合消能的设计方案是合理可行的,为全段面碾压混凝土重力坝和表孔溢流面的设计开拓了新的思路。     

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。     

台阶式溢流坝消力池压强特性试验研究

为研究台阶式溢流坝不设反弧段连接时消力池底板压强特性,结合某水库实际工程,采用物理模型试验方法,对台阶式溢流坝消力池底板时均压强、脉动压强强度和峰值等压强特性进行了研究。结果表明,消力池底板时均压强均为正值;在滑行水流和过渡水流时,时均压强在水流冲击区出现一个较大值,最大为0.926kPa,下游反弹区形成极小值;在跌落水流时,时均压强沿程变化较小,且随流量的增加而增大;脉动压强强度和峰值沿程变化规律基本一致,总体上随流量的增加而增大,最大值出现在水流冲击区,脉动压强最大为1.198kPa,随后沿下游方向逐渐减小,并趋于稳定;台阶尺寸对消力池底板时均压强和脉动压强影响不大;消力池内脉动优势频率为0.01~4 Hz,属低频振动,不会危害泄水建筑物的安全。研究成果可为台阶式溢流坝消力池的优化设计提供参考。     

大流量水电站表孔泄洪消能体型试验

大流量水电站的消能设计历来都是非常复杂和困难的.在1:60溢流坝表、中泄水孔断面模型上对密松水电站泄水建筑物的布置方案进行了泄流能力、流速流态、压力分布等相关水力学问题的试验研究,并通过10多个方案的比较优化,提出了基本可行的泄水建筑物体型和消力池型式.研究成果表明:表孔取消宽尾墩,采用跌坎式消力池方案,可有效降低底流消能时的池底板流速,同时消除宽尾墩形成的水翅击打两侧导墙现象,达到了较满意的消能效果.试验成果对该工程设计提供了较好的参考方案,并对类似工程有很好的启发借鉴作用.     

跌坎型底流消能工混凝土底板冲磨破坏机理分析

通过跌坎型底流消能工水力学试验和理论分析,研究了跌坎型底流消力池内底滚回流区、冲击区、附壁射流区水力特性及混凝土底板破坏机理,分析底板冲磨破坏类型分为大角度和小角度冲磨,并且分析比较了3个区域内临底流速之间的关系,得出临底流速的计算公式.     

突扩比对跌扩型消力池消能特征的影响研究

跌扩式消力池的突扩比是影响消力池消能效果和工程量的重要指标,对其进行优化设计具有重要的意义和作用。基于此,文中以具体工程为例,利用数值模拟的方式探讨了突扩比对消力池临底流速、紊动能及消能率的影响,并获得了具体的影响规律,可为类似工程应用提供理论依据。