多隧洞输水工程进水口整流措施研究

多隧洞输水工程进水口控制段布置不合理往往会引起各隧洞分流不均,从而导致过流能力不足或空气进入有压隧洞的问题。以某水资源配置工程的倒虹吸为例,针对其进口控制段分流不均的现象,通过模型试验进行了分流墩、整流池以及底坎与整流池组合等整流措施的研究。试验成果表明:分流墩结构型式简单,利用其导向功能可较好地解决两洞分流不均问题;整流池通过改变水流的急缓流状态实现水流的横向均化,可达到多隧洞均匀分流的目的,但需要较长的池长,经济性略差;整流池与底坎组合措施横向均化水流的原理和效果与整流池相同,加设底坎可较大程度地缩短池长,其经济性较优。     

截流钢筋笼的稳定性及其计算方法

对实践中常用到的正六面体钢筋笼的稳定性从质量、形状以及有无垫底材料等方面进行了试验研究及工程实例验证。首次拟合提出了考虑其形状因素、河床糙度因素的正六面体钢筋笼止动流速和起动流速的计算公式,经试验验证具有较高的计算精度和实用性。此外,对四面体钢筋笼的稳定性也进行了试验研究,研究表明:四面体钢筋笼用于截流抛投这类止动问题的工程时,其止动稳定性明显优于相同质量的正六面体钢筋笼;而对于护底等起动问题的工程,两者起动稳定性差别不大。     

三峡-葛洲坝两坝间现行船队通航流量适应能力研究

三峡—葛洲坝两坝间河道通航难点段诸多,河道蜿蜒曲折,沟壑浅滩水流紊乱,并存在泡漩等不利的险恶流态,给船舶(队)的航行安全带来隐患。介绍了5套运行较多、具有代表性的船舶(队),在两坝间来流量45 000～35 000 m3/s时进行的通航船模试验成果。在来流量40 000 m3/s以下,各船队可通过两坝间各困难航段,其航行指标基本满足船队安全航行的要求,500 t以下的各小型船队应限定在来流量35 000 m3/s以下航行,较为安全;两坝间河道的6个困难航段中,上行较难的为喜滩和狮子垴段,居中为莲沱段、其次为石牌、偏垴和南津关段。该研究成果对今后两坝间行船有一定的实用价值和指导意义。     

高坝泄洪雾化工程防护措施研究进展

高坝泄洪形成的雾化现象对枢纽下游建筑物运行、两侧岸坡稳定及生态环境可能造成危害,严重时可危及枢纽本身安全。伴随着系列原型观测、数学模型及物理模型试验等形成的雾雨强度预测技术的发展,泄洪雾化工程防护由被动的雾化—破坏—修复逐渐演变为在预测雨强及其范围基础上进行工程防护,并逐步与消能建筑物、高边坡的分区、分段防护相结合。通过对系列工程雾化防护措施调研,对高坝泄洪雾化工程防护相关研究成果进行归纳总结,认为不同防护材料在不同雨强的破坏特性及雾化对生态环境的影响是今后泄洪雾化工程防护措施研究的重要方向。     

坝体溃决过程与溃坝洪水演进耦合数值模拟

研究坝体的溃决过程与溃坝洪水演进对于处置由溃坝引起的洪水灾害、提升水利安全具有重要的意义。鉴于目前大多模型均将坝体溃决过程与溃坝洪水演进分别进行模拟,不能反映土体与水流相互耦合的特点,模拟结果精度有限。基于对土体有限抗冲能力的考虑,选取双曲线型冲蚀速率表达式描述坝体冲蚀、采用简化Bishop法搜索临界滑裂面描述溃口边坡坍塌和具有总变差不增特性的MacCormack有限体积法离散控制方程,建立了坝体溃决过程与溃坝洪水演进耦合的平面二维数值模型。实际算例表明模型合理地模拟了溃口的发展过程与洪水演进过程,在溃口急缓流转换区展现了较强稳定性,守恒性良好,可作为溃坝洪水风险评估与洪灾预报的有力工具。     

乌东德水电站泄洪消能特点及水工模型试验研究

乌东德水电站泄水拱坝下游水垫塘深达80～125 m,岩石坚硬,抗冲能力强,是一个条件优越的天然水垫塘,所以考虑水垫塘不设混凝土保护,下游消能区300 m内采用接地式护岸,300 m后采用悬挂式护岸,水工整体模型试验研究表明该布置方案是可行的。     

用岩块放大法模拟岩基冲刷的试验研究

丹江口堰顶溢流坝下游河床 ,由于受基岩构造特性的影响 ,产生较大的冲刷。为了论证原型观测成果 ,模型利用岩块放大法 ,采用 4种不同粒径松散碎石的动床试验 ,对坝下游河床的冲刷 ,进行了复演试验。试验表明 :冲坑深度当模型动床碎石换算粒径比原型冲坑冲出的块石粒径大 ,(约 2 .2 5倍 )时 ,原型和模型能吻合 ,但冲刷坑的形状 ,两者不尽相同     

水电站引航道透空式隔流堤水力学试验研究

水电站引航道隔流堤采用透空型式,虽可调整航道口门区的流速分布,改善不良流态,但也会对引航道停泊段的水流条件产生不利影响。结合构皮滩水电站工程实际,采用水工模型试验和船模试验的方法,对构皮滩水电站下游引航道隔流堤不同透空形式的水力学特性进行了研究。结果表明：在透水通道平面角度45°,透水通道9个,透水面积75.6 m2时,下游引航道停泊段及口门区的水流条件均满足通航要求。对类似工程具有参考借鉴作用。     

下庄倒虹吸进出口水力特性水工模型试验研究

多管倒虹吸为引调水过程中的常用交叉建筑物,为使倒虹吸进口流态平稳,分水口通常不设置在倒虹吸进口附近。而下庄分水口由于征地和施工等原因,分水口与倒虹吸进口采取了合一布置,这对进口流态产生较大不利影响。基于水工模型试验,本研究提出的改无压明渠分水为有压短管分水口的方法极大改善了倒虹吸进口流态。而试验中发现下庄倒虹吸出口三个闸室在常遇工况下存在水面交替振荡现象,最大波幅达1.4 m,经过研究分析发现水流在检修闸门井和工作闸门井间的竖向扩散是造成振荡的原因,在检修门井和工作门井间设置隔梁或隔板可以抑制水流竖向扩散,从而减小了水面振荡,波幅减小至0.1 m,并且设置隔梁方案工程量相对较小,比较经济,故后续优化方案布置中采用该方案。研究成果可为类似工程的设计、研究和运行管理提供参考和借鉴。     

构皮滩水电站泄洪消能设计研究与运行检验

构皮滩水电站是乌江干流梯级开发的控制性工程。该电站泄洪消能具有高水头、大泄量、窄河谷、软基础的特点,介绍了泄洪消能建筑物布置和设计方案、水工模型试验研究成果以及工程泄洪运行和原型观测成果。对比分析了原型观测成果与模型试验成果。自2008年11月蓄水以来,工程经历了10个汛期,20次泄洪检验。实践应用表明,构皮滩大坝泄洪消能建筑物设计合理,下游消能充分,可满足工程安全汇洪需求。构皮滩高拱坝泄洪消能设计经验可为同类工程提供有益的参考和借鉴。