深孔有压隧洞平板闸门小开度闸后水力特性试验研究

闸门小开度运行时，在闸前水头、闸门槽的影响作用下，闸后水流流态较全开时不同，流态较为复杂。通过物理模型试验与理论分析相结合的方法对深孔有压隧洞平板闸门小开度闸后水力特性进行了研究，结果表明：小开度平板闸门后水流容易出现水流射顶等不良流态现象，流态沿程变化可划分为“收缩段、扩散段及破碎段”3个阶段；闸后水流水舌高度与水舌长度均随闸门开度的增加而减小，随流量的增加而增加；时均压强压力峰值与流量同步增减且压力峰值靠后，闸后底板有负压出现，容易产生空化空蚀破坏。因此在实际工程中，需要采取一定的工程措施来改善小开度平板闸门后水流流态，避免闸后出现水流射顶等不良流态现象。研究成果可为深孔平板闸门小开度的运行与防护提供借鉴。     

堰闸隧洞的泄流能力计算公式商榷

泄流能力是决定泄水建筑物尺寸大小的关键性问题，虽有设计手册可供查算，但很多模型试验的结果与设计差距很大。同样，大孔径隧洞的泄流能力也常发生较大设计误差。本文从水力学基本原理追索计算公式的合理性，并以模型试验资料验证，说明有些公式应加修正，测流控制断面应加明确，消能流态及其水头损失均应加考虑。最后还给出了堰闸淹没泄流的流量系数表达式和大孔径隧洞泄洪流量的计算公式。     

有压隧洞中各类建筑物水头损失分析研究

在水利枢纽工程中,合理设计有压隧洞体型对减少水头损失,提高泄流能力有着非常重要的意义。通过某工程有压导流泄洪洞实例设计计算并结合水工模型试验,对导流泄洪洞中各部位建筑物的水头损失进行研究,列出各类局部建筑物的水头损失所占比重,其研究结果可供工程设计人员在类似工程设计中参考。     

小浪底工程排沙洞偏心铰弧门设计中几个问题的研究

小浪底工程排沙洞布置在进水塔的最低层，担负着水库泄洪、排沙、排污的任务。排沙洞为压力洞，工作闸门布置在隧洞出口，门后为明流隧洞段，水流经明流段出口末端挑坎泄入下游消力池。工作闸门采用偏心铰弧门，孔口尺寸为4．4m×4．5m，设计水头122．05m，总水压力为42000kN。为了调节下泄流量和保证进水塔前冲沙漏斗，需要闸门经常启闭和局部开启泄流，同时为避免排沙洞洞身磨损，控制洞内流速，也要求闸门局部开启控泄。因此闸门具有运用频繁，经常局部开启泄流的特点，运行条件十分复杂。1主止水选择目前国内外水电工程，对于100m以上…     

白莲崖水库泄洪设施泄流能力分析研究

经实际运行观测分析,白莲崖水库实际泄流能力较原设计“水位 - 开度 - 流量关系曲线”计算值存在系统性偏小现象,对白莲崖水库防洪安全和水库群联合调度产生较大影响。本文利用 1:50 的整体水工模型试验成果及实测资料,研究分析了白莲崖水库泄洪设施在不同调度运行方式下的泄流能力。结果表明泄流能力系统性偏小的主要原因是泄洪孔口局部开启泄洪时设计泄流能力计算未考虑弧形闸门水流垂向收缩的影响,造成流量系数设计取值偏大。通过模型试验,提出了修正后的“水位 - 开度 - 流量关系曲线”,为后期重新制定水库调度运用方案提供依据。     

泄洪洞（方洞）闸门局部开启时流量系数μ0值的计算

近年来在设计底流消能时,有的同志认识到消力池消能的最不利不一定是在设计流量时出现,而有可能是高水头、闸门局部开启时出现.因此,为了进行各种情况下的消能计算或是绘制取水口的工作特性曲线,需要首先进行不同闸门开度情况下的不同闸前水头Η(相应于不同的库水位)的闸孔泄量计算.本文是根据两个模型试验推导和验证及一个泄洪洞的原体观测结果分析后提出了进口顶部为光华的椭圆曲线的深孔泄洪洞平板门局部开启时的流量系数经验式.又以亮甲山水库泄洪洞原体观测的结果验证,多数观测点的误差小于±5%.因此,文中给予出的公式用于绘制不同开度下库水位和泄量关系曲线比较简便,且有一定精度和推理依据的.     

南水北调东线穿黄枢纽一期工程水力特性的试验研究

通过南水北调东线穿黄枢纽倒虹隧洞的泄流能力，局部水头损失，水流顶冲点位置及压力特性，竖井水流脉动压力等的试验研究，提出了对非阻力平方区管道模型糙率不相似进行修正的方法。     

水工设计中的几个水力学问题

从工程实际出发，对多层泄水道平均能头，无压隧洞泄流量，隧洞出口水头损失及截流龙口水深等水力学问题的估算方法作了初探。     

长距离分洪隧洞输水模型试验相似性研究

针对长距离输水隧洞小比尺物理模型难以满足阻力相似的问题,依托陕西省某县城分洪隧洞工程,通过对进口闸室段过流能力及隧洞段输水能力进行分别验证,实现了在小比尺物理模型上进行隧洞过流能力的试验研究。基于隧洞段内可以形成均匀流的特点,采用明渠均匀流计算方法对模型实测结果进行了计算验证。结果表明：计算流量与模型实测流量的最小差值为11.71 m³/s,最小相对误差为1.93%;基于进口闸室段距离短、局部水头损失远大于沿程水头损失的特点,控制隧洞桩号0＋099.25 m处水深为隧洞正常水深,可直接验证其过流能力,进口闸室段过流量与实测过流量最大误差不超过1.78%;在30年一遇洪水时,推荐方案闸室和隧洞的过流能力相匹配且与模型实测值基本一致,隧洞的分洪流量达到863 m³/s,较设计分洪流量800 m³/s超泄了63 m³/s,超泄流量占设计过流量的7.88%,完全满足设计要求。     

压力隧洞(管道)泄流量理论计算式的由来——兼论《水工设计手册》中相关流量系数表达式之错误

水电工程建设中经常遇到压力隧洞(管道)的泄流能力计算,且是十分重要的设计组成部分。文章重点介绍其泄流量理论公式的由来,以及有关流量系数与水头损失的具体计算式。在《水工设计手册》中亦刊列了该泄流量计算公式,但其中流量系数部分存在错误,并列述其错误所在。建议设计工作者在阅读和使用此手册计算时,应该谨慎、认真地给予纠正。     

长距离输水洞分水口模型试验及过流能力研究

水力学模型试验是验证过水建筑物设计合理性的重要方法之一。基于流体力学和水工模型理论对山西中部引黄工程输水洞分水口开展了模型试验研究。验证了总干隧洞、西干和东干支洞在闸门不同开度下的过流能力、流量分配;给出了闸门与闸前水面线高度的相互关系。结果表明:东西干闸门开度分别为0.60 m和0.56 m时能保证输水能力,并满足东西干流量分配;闸门启闭速率与闸前水位呈负相关。研究成果对无压输水隧洞分水口过流能力研究具有重要理论意义,并对闸门启闭和系统调度具有实际参考价值。     

浅谈锦屏二级引水隧洞沿程糙率系数的反算方法

就锦屏二级电站引水隧洞,根据实测水头损失、反算沿程水头损失糙率系数过程中的一些经验和认识进行总结,提出了:(1)应尽量选取局部损失所占比例较小的洞段来计算沿程水损,并应计入测点底部流速头,以提高计算精度;(2)在引水隧洞平均水力半径的计算过程中,不能采用等动量或者等体积的方法,必须遵循水损相等的原则进行当量等观点,供参考。     

倒虹吸有压弯管的局部水头损失系数计算方法比较

有压弯管局部水头损失计算在倒虹吸等过水建筑物设计中至关重要。其中,转弯角和转弯形式是影响局部水头损失系数取值的重要因素。本文通过比较分析典型的有压弯管局部水头损失系数计算公式,结合水工模型试验资料的验证,考察了不同计算公式的性能。对小转弯角(<20°)情形,分析了转弯半径和转弯形式对局部水头损失系数的影响。结果表明,转弯角小于17°时,折弯管的局部水头损失系数不大于圆形缓弯管,在低水头、大流量的输水工程的倒虹吸设计中可以考虑采用折弯管形式。     

平原水库泄水涵洞流量系数研究

本文对平原水库泄水涵洞的进水口水头损失和闸门处流量系数进行分析,提出了涵洞进水口水头损失和闸门处流量系数的经验公式,推导并总结了由平板闸门控制的泄水涵洞流量系数公式.并提出了计算了泄水涵洞流量的流程图.     

水电站进水口渐变段局部水头损失研究

为研究水电站进水口渐变段局部水头损失,分别针对渐变段长度、隧洞长度和圆形隧洞直径三个影响因素,采用CFD方法模拟了15种进水口渐变段,进行数值分析。在此基础上,通过量纲分析研究了水电站进水口渐变段水头损失的敏感性。结果表明:水电站进水口渐变段局部水头损失与渐变段长度、隧洞长度和圆形隧洞直径有关;渐变段长度、隧洞长度对局部水头损失影响较小,而隧洞直径对局部水头损失影响较大。研究结果可为水电站进水口渐变段设计计算提供参考。     

HYDRAULIC CHARACTERISTICS OF PARTIAL OPENING OF THE WORKING GATE FOR A DISCHARGE TUNNEL

The partial opening of the working gate for a discharge tunnel is used more and more widely in the various conditions, such as releasing discharge to meet the needs of the various stages under construction, or of the operations at low reservoir levels. In this article the hydraulic characteristics were investigated of the partial opening of the working gate based on the physical model experiments of the discharge tunnel for the Longtan Hydropower Project, including the discharge coefficient, the surface profile of the free flow section, the bottom pressure distribution of the tunnel with an aerator, the cavity length just from the ramp, and the wall pressure of the curve section of the outlet. Some new issues were discussed and the properties were presented of the partial opening of the gate.     

EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF EMERGENCY GATE SHUTTING FOR ORIFICE TUNNEL

In the process of the emergence gate shutting of one orifice tunnel, a big noise and great vibration may be observed in the mid gate chamber. In order to guarantee the working safety of orifice tunnels, an experimental investiga-tion is carried out in Sichuan University. In the investigation,the fluctuation pressure along the tunnel and the wind velocity in the entry of emergency gate are measured. In the mean time, the fluid state in orifice tunnel is carefully observed and analyzed. The reasons of the noise and vibration in the mid gate chamber are found out and some countermeasures are presented in this paper. The conclusions are useful to the ori-fice tunnels with high water head and huge discharge.     

齿墩数量对齿墩式内消能工消能率影响试验

针对洞塞式消能工对消能体型的过流能力有较大影响的缺点,为尽可能减小其影响,进行了齿墩式内消能工物理模型试验,设计了面积收缩比为0.375条件下不同齿墩数量的3种方案来试验分析齿墩式内消能工过流能力、局部水头损失系数、消能效果、脉动压强特性及脉动流速特性。试验结果表明:齿墩数量对齿墩式内消能工的消能效果起着一定的作用,在试验范围内,随着齿墩数量的增加,过流能力增强,局部水头损失系数减小,消能率降低;紊动强度在距齿墩段进口1.5D(D为管道内径)处达到最大,7D后趋于平稳;脉动压强在距齿墩段进口1.3D~1.6D达到最大,然后急剧衰减,在距进口5.6D处趋于平稳。     

新疆玛纳斯河肯斯瓦特水利枢纽工程泄洪洞深孔弧形工作闸门止水设计

结合新疆肯斯瓦特水利枢纽高水头深孔泄洪洞弧形工作闸门的特点,介绍该闸门止水设计及材料选择。闸门侧、底止水按常规设计,顶止水通过方案比选,最终推荐门叶P型水封＋门楣转铰式水封方案,止水材料选用橡塑复合水封。     

乌东德水电站水工闸门动力安全评价

乌东德水电站泄洪洞工作闸门为弧型闸门,具有孔口尺寸大、水头高、流速大、局部开启运行的特点,研究闸门在流激振动下的动力特性具有重要意义。运用数值模型和物理模型相结合的方法进行了仿真模拟和试验研究,综合评估了闸门的流激振动安全性。结果表明：两种模型得到的7阶以内闸门自振频率较为接近,且振型相同,相互验证了彼此的可靠性;物理模型试验应力结果与数值计算结果较为接近,闸门支臂和横梁等主要构件的动静叠加应力不超过157 MPa,闸门下支臂与支铰连接部位腹板处测点应力较大,但未超过局部承压容许应力值。