基于根石探测技术黄河宁夏段丁坝冲深研究

梳理分析2013年完成的黄河宁夏河段水下根石探测成果,并对比传统的经验公式计算结果,提出了宁夏河段合理的丁坝设计冲刷深度建议值,即仁存渡以上河段取12.9 m,仁存渡以下河段取16.0 m,有利于河道整治工程运行安全。     

北京四中房山分校雨水控制与利用实例分析

北京四中房山分校位于房山区泄洪道内,场地周边2/3的区域均低于市政道路标高,设计中采用分区域调蓄排放系统保证防洪排涝标准;并将收集处理后的雨水回用于绿化灌溉系统,室外场地设计过程中采用了透水铺装、下凹绿地等措施,较好的发挥了雨水的调蓄控制与利用的效果。     

透水框架在改进丁坝结构型式上的应用

丁坝坝头绕流呈复杂的三维结构,常导致坝头局部冲刷,易诱发丁坝水毁。为改善丁坝坝头的水流条件,利用四面体透水框架对常规丁坝结构型式作了有益改进,即将常规丁坝的实体坝头改成由四面体透水框架铰接而成的透水坝头,并通过水槽试验研究其水动力特性及冲淤特性。研究表明,透水坝头能有效分散坝头集中绕流,减弱坝头脱离涡的形成条件,并阻滞下潜流,相应地,坝头局部冲刷坑深度也得到有效控制。此外,试验还研究了透水坝头透空率以及长度对局部冲刷的影响。研究发现,存在一个最优透空率,使得透水坝头控制坝头局部冲刷的效果最好,透水坝头的透空率过大或过小时,透水坝头对局部冲刷坑深度的控制有限。另外,在坝头绕流的影响范围内,随着透水坝头长度的增加,其减小坝头局部冲刷的效果越好,当透水坝头长度超过这一范围后,透水坝头长度的增加对减小坝头局部冲刷的效果不再明显。     

台阶式丁坝水动力特性及防冲效应

丁坝是航道整治工程中广泛采用的一种整治建筑物,然而丁坝坝头复杂的水流结构,常导致坝头局部冲刷,易诱发丁坝水毁。为减弱坝头的水流动力,提出了设置台阶式坝头的新型丁坝结构形式,并通过水槽试验研究了台阶式丁坝的水动力特性及冲淤特征。研究表明,台阶式坝头能逐级分散坝头的集中绕流,消弱坝头脱离涡的涡量强度,而台阶的台面也能逐级阻挡坝头下潜流,消弱其对床面的直接冲击;同时,台阶台面具有挑流作用,使得最大流速或最大紊动强度区相应外移,也有利于坝头的稳定。试验还研究了台阶级数、宽度以及坝身下游边坡是否设置台阶等对控制局部冲刷坑的影响。试验发现,台阶级数相对越多,宽度越宽,其减小局部冲刷的效果越好;坝身下游边坡设置台阶增大了台阶台面阻挡下潜流及挑流的面积,也有利于控制局部冲刷的发展。     

水力插板透水丁坝在新疆多沙河流上优越性的初步研究

在前人对透水丁坝和水力插板研究的基础上,首次提出将透水丁坝与水力插板技术相结合,形成水力插板透水丁坝新型护岸结构。通过运用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件对水力插板透水丁坝与水力插板实体丁坝、井柱桩透水丁坝的水力特性进行数值模拟比较分析。结果表明:水力插板透水丁坝通过调水调沙的作用在自身防护和保护堤岸两方面均优于水力插板实体丁坝;水力插板透水丁坝比井柱状透水丁坝在缓流促淤、保岸护堤方面效果更好。     

导流洞封堵失效除险加固处理技术

近年来水电建设工程中出现多起下闸蓄水过程中因水位上升发生永久堵头突发性透水事故,随之而来的突发性透水处理由于库水位的上升而面临高水头、大流量、高流速等不利因素,给工程运行及透水事故处理均带来极大安全隐患。本文主要介绍导流洞永久堵头施工质量控制及两个突发透水事故工程除险加固的成功实践经验。     

3种紊流数值模型模拟明渠丁坝三维水流初探

采用3种不同的紊流数值模型:标准k-ε模型、k-ω模型、Reynolds-Stress模型(RSM模型),以VOF方法来处理自由的表面,数值模拟了明渠中丁坝水流的流动,并且在5个不同的断面上与实验的资料进行了比较,算出了它们各自的误差,结果表明:标准k-ε模型可以比较准确地模拟明渠中丁坝绕流的情况.     

丁坝对弯道水流水力特性影响的研究

针对丁坝对弯道水流水力特性影响的问题,建立了相应的概化模型,通过数值模拟的方法,利用RNG k-湍流模型封闭Reynods方程,VOF法追踪自由表面,通过有限体积法离散求解,模拟研究了不同弯道中心角情况下,丁坝对弯道水流横向水面超高和流速场的影响。结果表明:在丁坝影响下,弯道水流水面横比降计算公式需要进行修正,应当考虑丁坝对河道的束窄、丁坝尺寸和弯道角度等综合因素的影响。     

护岸式铅丝笼丁坝设计参数的合理选择

对铅丝笼丁坝的应用概况、优点、设计要点及研究方向进行了分析,结果表明:铅丝笼丁坝具有造价低、施工速度快、自适应性强、选材容易及具备透水性等优点;建议铅丝笼长2～5m、宽1～2m、高0.5 ～1 m、孔眼尺寸为15 cm×15cm,坝头宜呈圆滑曲线状;铅丝笼丁坝宜修建为下挑式,挑角为45°～90°;丁坝间距与所处位置有关,一般凹岸较密;下一步的研究方向包括丁坝附近的水流结构、缓流落淤效果及水毁机理等.     

丁坝变形监测中光纤光栅传感技术的设计

目前黄河丁坝监测的主要方法有锥探法、直流电阻率法、声纳探测法等。为尽早发现丁坝根石塌落、及时预警,把光纤光栅传感器作为感测原件,设计了适应黄河现地安装的光纤光栅偏斜仪。在黄河丁坝上试验性应用表明:该感测技术实际监测误差在0.5 mm以内,与传统监测方式相比,具有感测精度高、传输损耗小、非牺牲式、适应复杂环境等优势,能够适应黄河坝岸监测中边界条件复杂的环境。