闸坝防渗墙开裂的数值计算与分析

采用数值计算和模型试验相结合的方法,对防渗墙不同开裂位置进行模拟,分析了其对防渗墙渗流特性的影响.结果表明:防渗墙的渗流量随着上下游水头差增大及开裂位置的上移而不断增大.防渗墙削减水头的作用随着开裂高程的增加而增大,随上下游水头差的变化不明显.出逸点渗透坡降随防渗墙开裂位置升高而增大,而防渗墙下基岩坡降随开裂位置升高而降低.总之,防渗墙开裂的位置越靠上,对工程安全越不利.     

多层泄孔运行方式对二级斜坡进口浅水垫消力池水力特性的影响

针对某水电站工程消力池体型不合理及调度运行方式不当而导致池内流态不良、消力池临底流速过大、底板冲刷破坏等问题,通过1∶45模型试验分析了二级斜坡进口式浅水垫消力池在多层泄洪孔不同运行方式下的水力特性。结果表明,新提出的消力池体型能够明显改善面流流态及水跃不稳定等问题,针对该工程,优先采用溢流表孔泄流比采用冲沙底孔泄流池内流态更佳,消力池临底及岸边流速更低,消能防冲效果更好。     

锦屏二级水电站防渗墙后止水缝失效渗流计算

对锦屏二级水电站防渗墙后止水失效情况下的渗流量、渗流场及渗透稳定等水力特性进行了数值模拟。计算结果表明：止水失效时,防渗墙便会失去作用,护坦段扬压力会增高,护坦段需要布置排水措施;止水失效成空缝时,渗流量剧增,基础将会发生渗透破坏,应对防渗墙后止水措施和工艺加以重视;止水失效但接缝被渗透系数为10-3cm/s量级的淤泥填淤时,渗流量、渗流场及渗透坡降场与止水正常情况时相近。     

基于小波神经网络替代模型的抽水井涌水量计算方法

影响抽水井涌水量的水文地质因素多且存在不确定性,采用确定性模型模拟会导致较大的误差。以某研究区抽水井涌水量为依据,建立该地区地下水不确定性数值模型。采用参数敏感性分析确定对抽水井涌水量影响较大的水文地质参数,随后用改进的随机进化算法在参数取值范围内抽样,最后将抽样参数输入地下水数值模型中计算抽水井涌水量。根据输入、输出数据集建立小波神经网络模型代替地下水数值模型。研究结果表明,不同工况下基于小波神经网络替代模型计算结果与数值模拟结果相差不大,两者误差在10%以内,表明用小波神经网络替代模型满足精度要求,且避免了传统数值模型的反复试算,计算简便、效率高,且因其可公式化,扩大了在推求地下水抽水井涌水量方面的应用。     

紫坪铺水利枢纽工程面板堆石坝垫层过水渗流分析计算

运用深度平均渗流模型,结合二维立面渗流模型对紫坪铺面板堆石坝垫层过水渗流情况进行了渗流量、渗流场及渗透坡降的数值模拟计算,得到了不同喷层渗透系数下的坝体单宽渗流量,并得出了只要将垫层前喷层渗透系数控制在1．0×10-4cm／s左右,则该垫层过水方案是合理可行的结论。计算模型及结果分析对该工程和类似工程都有一定的参考价值。     

电站取水口复杂冲沙廊道系统运行方式优化的试验研究——以大渡河龙头石水电站为例

电站取水口复杂冲沙廊道系统的冲沙孔孔前漏斗范围往往随冲沙流量增加而增大,但相应地,冲沙孔与廊道连接过渡段的压力则迅速减小,并出现较大负压,简单的调度运行方式很难使压力特性及冲沙漏斗范围达到均佳,必须进行调度方式的优化研究才能达到两者均佳的目的。结合大渡河龙头石水电站取水口复杂冲沙廊道系统的模型试验,通过对复杂冲沙系统冲沙孔组合运行方式的优化调度研究,在不改变冲沙孔孔口尺寸及冲沙廊道系统布置方案的基础上,采用4#冲沙孔全开+3#冲沙孔局开1/2的运行方式使孔前冲沙漏斗、输沙管道压力特性达到了均佳的目标。研究成果对类似布置的取水口冲沙系统的运行方式拟定有重要工程价值和经济效益。     

沙湾水电站左岸坝肩"地窗式"防渗方案优化计算与分析

采用深度平均渗流模型结合2维立面渗流模型，对沙湾水电站左岸坝肩“地窗式”防渗方案进行了渗流量、渗流场及渗透坡降的计算；根据计算结果，对“地窗式”防渗方案进行了优化计算，提出了满足本工程防渗要求的阶梯型“地窗式”防渗体体型；计算结果表明沙湾水电站左岸坝肩采用阶梯型“地窗式”防渗体体型后，不仅可取消50m深防渗墙下施工繁琐的墙下帷幕灌浆3000余米，而且全封闭砼防渗墙可做成悬挂式，大大降低了防渗墙的最大深度和施工难度，还节约防渗墙900余米，其工程经济效益显著；本文方法对类似工程问题具有重要参考价值。     

堰塞体浸润线的Monte Carlo模拟

浸润线的高低对堰塞体的渗透稳定至关重要,而堰塞体材料渗透系数往往具有很强的随机性,如果采用确定性模型则不能准确地模拟实际的渗流场及浸润线位置。本文利用Monte Carlo方法在堰塞体材料渗透系数满足对数正态分布的条件下,对唐家山堰塞体渗流场进行了300次二维随机模拟。结果表明,受材料随机性的影响,水头场、浸润线分布及渗透坡降场等均呈现随机特性,但和渗透系数场的随机性并非简单的线性关系,水头方差空间变化特性较为明显,越往下游其值越大;对比确定性模型,随机性模型中出逸点的计算结果更具统计意义,对工程防护中有一定指导意义;由于受边界条件影响较小,堰体中间部位渗流特性基本满足正态分布;浸润线逸出点处受边界条件影响较大,逸出位置分布集中,不服从正态分布,其余部位浸润线位置高程随机过程基本服从正态分布。     

多级连续消力池水跃的水力特性模型试验

以低弗劳德数、大单宽流量的安谷水电站为例,对不同方式形成多级水跃的消力池进行了系列水工模型试验,研究了不同方案形成的多级水跃的水力学特性。试验结果表明:采用多排消力墩方式形成多级消力池,其消能率虽有保证,但消力墩布置形式对池内流态影响较大,对不同单宽流量工况适应性不好,特别是单宽流量大时难以形成多级水跃;采用圆弧进口连续坎式消力池大幅度改善了流态,但仍未能形成两级水跃;采用跌坎进口连续坎式形式的两级浅水垫消力池,在很大流量范围内均形成明显的两级水跃流态,消能效果理想,池内临底流速和出池流速均比其他方案低,结合下游的反坡护坦,间接抬高了下游水位,使得出池水流平顺,且结构简单,施工方便。     

江边水电站防渗方案优化计算与分析

采用立面二维渗流模型对江边水电站闸坝基础防渗方案:防渗墙封闭基岩防渗方案、防渗墙插入砂质粉土层5m和10m的悬挂式防渗方案等进行了渗流量、渗流场及渗透坡降的计算.结果显示防渗墙插入砂质粉土层5m的悬挂式防渗方案是可行的,为该工程将全封闭混凝土防渗墙最终拟定为悬挂式提供了技术依据,大大降低了防渗墙的最大深度和施工难度,其工程经济效益显著.