窄缝式挑坎强化消能与体型问题研究

窄缝式挑流鼻坎是适用于狭谷高坝大流量泄洪的新型消能工。本文在总结窄缝式挑流消能工应用现状和消能特性的基础上，对窄缝式挑坎的体型进行了初步研究。就满足窄缝流态、消能效果好且经济合理的体型，提出了设计计算的初步方法。     

石板水电站泄洪消能试验研究

通过石板水电站溢流坝面三种挑流消能形式的试验比较，优选出宽尾墩结合挑流鼻坎的一次成流的消能防冲形式。它具有反弧段内不形成水跃、挑射距离适当，水舌入水面积较大，下游冲坑范围较小、且冲刷坑深较浅的特点。这一消能形式已被工程采用。     

某水库工程泄洪排沙洞出口消能防冲方案模型验证及优化设计

通过对某水库泄洪洞出口挑流消能工进行水工模型试验发现,挑流水舌底部会间歇性受底部水体的影响,水流集中,不利于下游河道消能防冲。调整泄洪洞挑坎高度及挑角后,挑流水舌不再受底部水体的影响,挑流消能的效果较好。今后在挑流消能体型设计时应充分考虑下游地形及下泄水流在各工况下的实际流态情况,以便类似工程避免出现不利情况。     

南水水库泄洪洞消能防冲试验研究

在模型试验的基础上，针对南水水库泄洪洞泄流量大、落差大和下游河床狭窄的特点，在泄洪洞原设计挑流消能工左右边墙各加一块贴角体做成异型鼻坎，解决了下游挑流水舌冲击对岸山体的问题；此外，模型还进行了原有旧泄洪洞和新建泄洪洞下游局部动床试验。     

王家厂溢洪道消能工改建方案研究

针对王家厂溢洪道的冲刷破坏，通过原型调查和模型试验，检查了原挑流消能工的弊病，进行了挑流修改方案试验；同时研究了底消能方案；提出了消除下游弯道水流的措施；通过底，挑流多种消能工方案比较，推荐了本溢洪道消能防冲改建设计的最优方案，为工程抢险保安赢得了时间，节省了经费。     

水工建筑物消能工的应用

消能工是水工建筑物中重要部分之一,它主要是水库溢洪道的消能设施、大流量低水头水电站的拦河坝后消能工、泄洪闸坝后的消能部分。消能一般有挑流、面流、淹没、混合及消力池等,消能工应用得当与否,将使工程安然生产或造成巨大损失,关键就在设计部门对当地的水文及地质要有充分的调查计算,特别在山区小型水电站的拦河坝或闸坝更要注意,一般山区小型水电站     

戽流与挑流联合消能工在狭窄弯道河段水电工程中的应用

基于甘南某水电站工程实践,针对单纯挑流消能工在狭窄河段应用时,存在易冲刷两岸、冲坑深度大、消能不充分的问题,将该工程中间表孔的挑流消能方式调整为戽流,将两侧表孔、底孔挑流向河中间集中,根据调整后模型试验成果,由于采用了分散消能形式,有效降低了冲坑深度,消能效果良好,这种戽流与挑流联合消能形式,为狭窄弯道段水电工程消能设计提供了新思路。     

水流掺气对明流泄洪洞及挑坎水力特性的影响

水流充分掺气可以避免高流速泄洪设施发生空蚀,但也会改变相关水力特性。通过对某大坝泄洪洞掺气设施水力模型试验及关于水流表面自掺气发生条件的相关分析,提出了在全程流速超过38 m/s,长度达550 m的明流洞内仅布置一级掺气设施的建议,较通常情况减少了两级;并针对泄洪洞出流方向与河道流向交角达60°的特点,研究提出了一种大差动异型鼻坎消能工。水工模型试验成果表明,其挑流水舌沿河道纵向扩散良好,水舌外缘与河道对岸保持了30 m以上的安全距离。该泄洪洞建成后经历了高水头、较长时间的泄洪运行,明流洞和鼻坎消能工均无空蚀发生,但挑坎水舌却冲刷到对岸边坡。     

河口村水库泄洪洞水工模型试验研究

为验证河口村水库泄洪洞布置方案的合理性和优化的可能性,根据重力相似准则,采用1∶40的单体正态模型系统研究了泄洪洞泄流能力、水流流态、压力分布、空化空蚀、进出口体形等。尝试采用不同挑流鼻坎形式来消除2#洞内起挑前跃后水流局部封顶现象,并提出有利于消能防冲的鼻坎形式。根据试验结果,1#泄洪洞采用中墩修改体形能有效规避宽墩后水冠冲击洞顶的不利流态,同时2#泄洪洞挑流鼻坎采用修改体形可有效解决起挑前跃后水流局部封顶现象。     

高扩散低收缩差动式挑坎不同体型参数水力特性研究

高扩散低收缩差动式挑流鼻坎结合了扩散式、窄缝式及差动式三种消能工的优点,体型复杂,实际应用过程尚未见对这种挑坎体型参数的相关研究。该文采用κ-ω紊流模型模拟该挑流消能工不同收缩比不同挑角差的水力特性进行研究,数值结果与试验结果吻合良好。为获得较好的水流流态、水舌扩散及下游冲刷效果并综合考虑高坎侧壁负压问题,研究结果给出了该型式挑流消能工的两个重要体型参数挑坎收缩比βs及挑角差Δθ的取值范围,供设计参考。     

连续式挑流坎设计的多目标优化问题

本文建立设计连续式挑流消能工坎高和坎角的多目标优化数学模型，并讨论其优化计算方法，通过算例验证表明，利用这一模型所设计的连续式挑流坎的坎高和坎角，可一定的流量范围内取得综合最优的消能效果。     

小石峡水电站溢洪道消能工优化试验

通过新疆维吾尔自治区库马拉克河小石峡水电站溢洪道水力学模型试验,对其原设计方案的消能工结构形式进行了优化。试验表明,消力池段在通过设计流量30年一遇洪水1 856.20m3/s时,池内不能形成完整水跃,水跃前后波动剧烈,水流大量溢出,原设计方案的边墙高度、池长均不能满足过流要求。提出采用减小消力池池深、设置分流趾墩-消力墩-低消能坎的综合式消力池代替原设计方案的常规消力池的修改方案,在设计流量下进行泄水试验,试验结果表明,在分流趾墩、消力墩、低消能坎的联合作用下,消力池内形成强迫水跃,流态明显改善,水跃长度减小,跃后水深降低,消能率提高。采用分流趾墩-消力墩-低消能坎的综合式消力池可有效缩短消力池池长,降低边墙高度,节省工程造价,试验结果可为优化工程设计及其他同类工程优化消力池提供参考。     

水跃消能几个问题的探讨

消能是水跃的一种特性，该文通过公式推演导出消能、消能率的计算公式，并分析由于测量误差引起的消能计算误差的量化问题。论证Fr数在明流中的重要作用，为设计水跃提供参考资料。     

高坝消能工水力设计应用及新发展

随着我国峡谷高坝的大量兴建，各种新型消 能工也应运而生，除对传统式挑流、底流及面（戽）流消能工发挥各自的优点外，并结合工程实际创新了一些新型消能工。这些消能工已在实践中取得了良好消能防冲效果，对这些消能工及新型消能工的水力设计、应用与发展进行总结论述，使今后高坝消能工设计具有实用意义。     

宽尾墩在福建龙湘水电站挑流消能中的作用研究

在设计与研究工作中,经常遇到具有中水头、大流量和低佛氏数等特性的工程,它们的下游消能问题难以用常规传统单一的消能工来解决,近年来通过与宽尾墩联合组成复合新型消能工来达到目的已成为一种趋势。龙湘水电站正是采用宽尾墩-挑流联合组成复合新型消能工解决下游消能问题。试验研究结果表明,宽尾墩通过收缩挑流水舌,使水流在纵向和竖向两方向扩散,增大了与空气接触面积,掺气充分(部分水分子雾化),因而提高了消能效果,减轻了水流对下游河床的冲刷。     

鼻坎挑流消能工的新发展述评

挑流消能在国内外泄水建筑中得到广泛应用，近年来，我国在高坝建设中，结合特有的高山，峡谷，大流量，高水头复杂的自然条件，对泄洪消能作了新的布置，挑流鼻坎体型的运用，研究和发展，已由简单单弧实体或差动式，对撞式趋向多样化，按其减轻冲刷的作用可作归纳为“纵向拉开，左右扩散，错开落点，导向防冲”。提出了宽尾墩、大差动挑坎、窄缝挑坎，各种扩散扭曲斜挑坎等新体型，并已在实践中获得较好的消能效果。     

里畈水库泄洪隧洞消能工的设计与试验

里畈水库泄洪隧洞是一个集导流，泄洪，发电于一体的多功能隧洞，消能工设计是重要环节，为寻求消能率高，破坏最小，造价最省的设计方案在初步设计的基础上，进行了水工模型试验，经多组方案的试验研究，最后推荐扭曲面斜鼻坎挑流消能方案，优化了设计，经二年的泄洪运行，证实消能较为理想。     

宽尾墩在高坝消能中的研究应用与新发展综述

结合宽尾墩的水力特性，与传统的三大消能工（挑流、底流及戽（面）流）联合组成新型消能工，是我国在消能工中的创新，适用于狭谷、大流量、大功率和地质条件差的水利水电工程，已得到广泛应用，并取得了良好的消能效果。本文对其进行了初步总结。     

茶园水库挑流消能中气囊产生成因及试验研究

在一般的挑流消能设计过程中,往往只注重水舌的挑距及冲坑的深度,而往往忽略了上游边界条件对进水水流的流态影响。本文结合茶园水库工程水工模型试验,对大流量挑流泄洪时上游库内水面形成的弧形紊流带的成因进行了分析,井重点研究了消除弧形紊流的方案,确保了工程的运行安全。     

泄洪洞窄缝燕尾组合挑坎试验研究

采用物理模型试验的方法,在综合考虑燕尾挑坎、窄缝挑坎2种消能工各自特点的基础上,针对长河坝水电站2^#泄洪洞挑流水舌所必须达到的挑射效果,进行了窄缝燕尾新型组合挑坎的试验研究。从挑坎内部水流流态、出挑水舌形态以及下游消能防冲效果3个方面进行了燕尾挑坎、窄缝挑坎以及新型组合挑坎之间的对比试验。研究结果表明新型的组合体型兼有燕尾挑坎与窄缝挑坎的优点,它在改善坎内水流流态、水舌形态、减轻下游河道冲刷方面起到了重要作用,同时也满足2^#泄洪洞出挑水舌的限制要求。试验的研究成果可供类似工程参考。