梯形断面消力池扩散型消能计算

针对目前NB/T 35023—2014《水闸设计规范》只涉及矩形断面消力池,未涉及梯形断面消力池消能计算的问题,基于水力学基本理论和数值分析理论对梯形断面消力池消能计算进行研究,推导了梯形断面收缩水深的解析计算式以及梯形断面消力池扩散型消能跃后共轭水深基本方程,并利用高次方程求解理论分别给出棱柱体梯形断面跃后共轭水深的解析计算式和扩散型消能跃后共轭水深的简易迭代求解公式,并根据消能计算方程,给出梯形断面消力池扩散型消力池池深、池长的计算式。工程实例计算结果表明,所提出计算式精度可靠。     

突扩边墙对扩散式泄槽底流消能水力特性影响研究

为了降低出口单宽流量,减轻下游消能压力,高水头泄水建筑物常在出口段设置扩散式泄槽。文章通过水工模型试验,研究在消力池一定跌坎深度、边墙不同突扩宽度下,扩散式泄槽跌扩型底流消能底板临底流速、时均动水压强以及动水压强峰峰值的变化规律。研究结果表明:消力池宽度从20cm(扩散式泄槽末端宽度)突扩至30cm时,底板临底流速、冲击区附近底板动水压强峰峰值最大,时均动水压强最低;消力池宽度突扩至35cm时,底板临底流速、冲击区附近底板动水压强峰峰值均明显降低,但底板时均动水压强有所增加;消力池宽度继续增大至40cm时,底板临底流速、动水压强等水力特性变化已不明显。     

基于均匀正交设计的消力池内双层悬栅布置优化试验

由于在消力池内布置双层悬栅对消能效果影响少有研究,考虑到单宽流量、悬栅栅条数、栅距和层距等影响因素,采用均匀正交设计,考察4因素3水平,选择UL9(34)优化方案进行模型试验,对比了不同流量和悬栅布置型式组合下消力池内下降水深及消能率。试验结果表明:不考虑单宽流量时,消力池内布置双层悬栅,下降水深受层距、栅条数以及栅距影响较大,其中层距改变影响最大,消能率受这些影响因素影响较小;单宽流量较小时,层距和栅距均与下降水深成正比关系,单宽流量较大时,层距与下降水深成正比关系。     

跌坎型底流消力池的水力特性与优化研究

本文以向家坝高水头大单宽流量水电站为例，对旨在降低消力池临底水力学指标的跌坎型底流消力池进行了系列水工模型试验，研究了不同跌坎高度的消力池水力学特性。研究成果表明，连续跌坎的采用有利于降低消力池临底流速，其应用效果取决于跌坎高度，但跌坎的存在也改变了消力池内的水流流态，对底板脉动荷载与消力池的消能效率有较大影响。对有溢流表孔与中孔的泄水建筑物采用适度收缩泄水孔出口的布置方式，可以起到稳定消力池水流流态、增进消能效率的作用，同时有利于减轻泄洪雾化。     

跌坎深度对扩散式泄槽底流消能水力特性影响试验研究

对于高水头泄水建筑物而言,为了降低出口单宽流量,减轻下游消能压力,通常在出口设置扩散式泄槽。突扩式底流消力池增设跌坎,可避免水流直接冲击消力池底板,降低底板力学指标。通过水工模型试验,基于一定的边墙突扩宽度,研究突扩式消力池在不同跌坎深度下底板临底流速、时均压强、脉动压强的变化。成果表明:跌坎深度为5 cm时,消力池内水流流态介于临界水跃向远驱式水跃过渡区间,临底流速最大,时均压强最小;跌坎深度增加至10 cm时,消力池能够形成稳定的淹没水跃,临底流速明显减小,时均压强明显升高;跌坎深度进一步增加至15 cm时,消力池内淹没程度继续增加,临底流速继续减小,时均压强继续增加,但变幅均不大。     

新型消能工在河北省泄水建筑物上的应用与发展

1前言70年代以来，河北省修建的几座溢流式重力坝水库（如未在、大黑汀、桃林口水库等）相继采用了新型消能型式。结合水工模型试验成果和工程原型运用情况，对这些新型消能工型式的应用效果作出总结分析，对今后工程设计十分有益。2消能H型式2．1复式断面消力池朱庄水库溢流坝布置在河床段，溢流坝堰顶高程243．ho，总宽111．ho，净宽84．ho，分6孔，每孔净宽14．ho，百年设计库水位254．ho，单宽流量67．ho3／s，尾水位规．44m，千年校核库水位256．物，单宽流量82．7mh，尾水位AN．44’11。为两级消力池的底流消能，其中一级地根据基岩…     

用微机对水闸宽顶堰过流及消能的计算

文中就微机对水闸，宽顶堰过流及消能的水力计算程序及方法做了简要介绍。推荐的程序能够解决具有平板闸门的水闸及宽顶堰的水力计算问题。在输入原始数据的情况下，计算闸（堰）包括闸孔自由与淹没出流，宽顶堰自由与淹没溢流，这样四种情况下流量及其相应的单宽流量。对没有发生淹没式水跃的情况，进行消力池深度及消力池长度，海漫长度的计算。     

山区深覆盖层河道闸坝泄洪消能体型优化研究

采用模型试验方法,对某拟建于深厚覆盖层上的拦河闸坝的泄洪消能布置方式进行了优化研究,研究成果表明:采用"斜坡护坦+底流衔接+柔性消力池+局部防护"的泄洪消能模式可用于解决深厚覆盖层闸坝泄洪消能问题,在类似工程体型布置中需注意:出闸水流需在护坦内充分扩散、尽量减小护坦出口单宽流量与流速、入池水流角度宜为平射流或挑射流、以及柔性消力池需局部防护等。     

平原水闸消能设计的简化计算方法初探

为更加便捷地计算消力池深度,提出简化消能计算方法。简化消能计算方法不是以闸门开启高度计算过流流量,而是在保持闸上最高蓄水位的情况下,以设计最大流量为上限,直接按分级流量进行消能计算,计算主要参数包括出池河床水深、单宽流量、总水头、跃后水深、收缩水深、出池落差等,根据分级计算结果最终确定消力池深度。简化消能算法取消了繁琐的水闸开度对应的流量计算,减小了计算工作量,运用较为简便。实例计算结果表明,简化消能计算方法基本能够满足平原水闸消能设计要求,但在水闸实际运行过程中应加以控制并总结经验,归纳出既能保证工程安全,又便于管理运用的操作程序。     

鱼塘水电站溢洪道底流消能设计

贵州省遵义市鱼塘水电站岸坡式溢洪道底流水跃消能工设计中 ,比较了各种型式的消力墩、消力坎的作用及布置和常用的消力池型式。对矩形断面下挖式消力池与综合式B型消力池进行了对比分析 ,探讨了在大单宽流量、高流速情况下 ,如何合理运用消力墩、消力坎以改善消力池的工作状况 ,提高了消能效率 ,最大限度地减轻了下游河道冲刷     

索风营水电站泄洪消能水力特性试验研究

为缩短工期，提高工效，索风营水电站采用宽尾墩 台阶坝面 消力池的联合泄洪消能形式。通过三种不同比尺的模型试验，分析比较了枢纽布置、表孔泄流能力、宽尾墩、台阶坝面及下游消能防冲等问题，提出了X形宽尾墩，它具有传统宽尾墩大单宽泄洪消能作用，同时又有台阶坝面小流量消能作用，使消力池底板承受冲击压强减小30％。     

金沙峡水电站枢纽消能防冲设计

金沙峡水电站枢纽最大闸高34.2 m,闸坝基坐落在含漂石砂卵石覆盖层上.枢纽壅水22.9 m,过闸最大单宽流量69.7 m3/(s·m).泄洪冲砂闸采用较宽扁的闸门,水流出闸后横向逐渐变宽,消力池上游段设消力坎,纵向就近充分消能.消力池下游段左边墙顶高程降低,右边墙向主河床弯折,引导主流向主河床扩散,减小河床防冲区单宽流量,简化消能工程.消能方案经水工模型试验验证,经过两个汛期泄洪运行,各泄洪消能建筑物运行正常.     

乌江思林水电站泄洪消能建筑物设计

思林水电站溢流表孔堰上水头与单宽泄量两项指标远远超过已建同类工程，而且最大泄洪总水头在百米左右。通过分析比较和模型试验论证，表孔采用X型宽尾墩＋台阶坝面＋戽式消力池联合消能的消能工，适应大流量低佛氏系数泄流消能的特点，利用宽尾墩三元漩滚水跃消能特性，提高了消力池的消能率，缩短了池长，节省了工程量。     

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。     

径向水跃

发生水跃的消力池,在平面布置上虽然大多是矩形的,但也有些是扩散式侧墙消力池,如作为泄水道的消力池和观测临界流量的消力池,即Parshall量水槽。美国陆军工程师团的报告里有几个采用扩散式侧墙消力池,其中有一种叫St.Anthony的陡坡式消力池也采用扩散式侧墙,本文中所谓的径向水跃就是这种具有扩散式侧墙,即具有径向扩散水流流态的水跃。一般泼水闸和量水槽的首部相当于河渠宽度的收缩处,对于前者,这种收缩是出于闸门尺寸经济方面的限制,后者的收缩则是为了提高量测精度的要求。一般说来,希望扩散段的     

大湾水电站中低水头溢洪道消力池体型研究

礼社江大湾水电站坝前雍水不高,而下泄流量较大,通过模型试验对依据水力学计算成果设计的溢洪道体型进行研究,其成果表明,中低水头作用下溢洪道泄洪消能时,泄流能力与理论计算值一致,但水流在消力池内不发生水跃消能而直接进入下游河道使得消力池未发生作用。通过不同消力池设计方案的模型试验研究,采用闸室后扩宽消力池宽度,将消力池断面体型设计为直边墙和带马道的斜边墙时具有良好的消能效果和经济优势。     

径向水跃

引言发生水跃的消力池,在平面布置上虽然大多是矩形的,但也有些是扩散式侧墙消力池,如作为泄水道的消力池和观测临界流量的消力池,即Parshall量水槽。美国陆军工程师团的报告里有几个采用扩散式侧墙消力池,其中有一种叫St.Anthony的陡坡式消力池也采用扩散式侧墙,本文中所谓的径向水跃就是这种具有扩散式侧墙,即具有径向扩散水流流态的水跃。一般淡水闸和量水槽的首部相当于河渠宽度的收缩处,对于前者,这种收缩是出于闸门尺寸经济方面的限制,后者的收缩则是为了提高量测精度的要求。一般说来,希望扩散段的     

嘉陵江亭子口水利枢纽导流明渠设计

子口水利枢纽采用三期导流方案,二期基坑施工期间由导流明渠过流。由于导流明渠底宽受到限制,使设计单宽流量增大,明渠出口消力池消能效果差,出口流速大,且坝址岩层为近水平向构造,岩石裂隙发育,整体性差,下游冲刷严重。通过分析研究,采用下游天然河道消能,对明渠出口进行适当的防冲保护,能确保明渠运行安全。现导流明渠工程已建成通水,并经过了2010年汛期洪水的考验,运行情况良好。     

渠系水闸消力池简化设计

1前言在水闸的设计中，水闸的消能是设计的重要组成部分。渠系水闸采用的消能设施，常为矩形挖深式消力池。对于矩形挖深式消力他的设计，计算理论已很成熟，计算结果精度也很高，但是计算过程较复杂。本文通过大量计算，归纳出简便的计算公式，可通过该公式求出消力池的池深与     

库玛拉克河东岸总干渠大陡槽消力池消能效果

对库玛拉克河东岸总干渠大陡槽工程消力池进行了反坡试验、辅助消能工试验和扩散式体形试验等,验证了消能效果。结果表明:库玛拉克河东岸总干渠(上段)大陡槽工程设计方案过流能力满足要求,陡槽段流态平稳,上下游进、出口段水流过渡平顺,陡槽底板没有出现负压现象;在不增加消力池长度与深度的条件下,筛选设置1∶1反坡、扩散式体形作为消力池最终方案。