台阶式溢流坝的消能试验与计算

对台阶式溢流坝进行了不同比尺、不同台阶高度的水力模型试验。试验成果分析表明，不同比尺模型的消能率一致性较好。同时，从台阶式溢流坝因下游坝面台阶的存在，增加了下游坝面糙率的观点出发，求得了台阶式溢流坝消能率的计算公式，可用于台阶式溢流坝消能率及其坝下游水流衔接计算。     

东西关水电站右岸溢流坝断面的试验研究

东西关水电站右岸溢流坝选用台阶式溢流坝，根据对溢流坝断面模型进行的流态、消能效果与台阶上时均压力分布的试验研究表明，该坝面采用台阶式是可行的，在一定流量范围内，由于水流自掺气的形成，显著提高了溢流坝面的消能效果，台阶上的时均负压一般不大，在合理的运行条件下，坝面不会发生空蚀破坏，台阶上也可不设通气设施。     

台阶式溢流坝水力特性初探

本文结合嘉陵江东西关水电站枢纽右岸台阶式溢流坝坝型，对四种不同台阶型式坝面的流态、消能效果及台阶上时均压力分布进行了实验研究。其结果表明，台阶式溢流坝在一定的下泄流量范围内，由于台阶间形成强烈的横向漩滚．水流掺气．显著提高了坝面的消能效果，台阶上的时均负压值一般不大，但在较大的单宽流量下，由于坝回流速较大，仍易发生主化现象，故台阶式溢流坝适宜在单宽流量不大的情况下采用。     

台阶式溢流坝试验研究与消能率计算

由于台阶式溢流坝坝面台阶的存在,使下泄水流在台阶之间形成横轴旋滚,并与坝面主流发生强烈的掺混作用,使水流紊动加剧、掺气增强,消散了部分能量,大大减小了下泄水流的能量,改善了坝趾处的水力条件,使坝下游的消能设施得以简化.结合某水电站工程水工模型试验,对台阶溢流坝面的掺气起始位置、台阶坝面水面线、台阶坝面压力和台阶消能率进行了研究探讨.结果表明:影响台阶坝面消能率的主要因素为台阶坝高、台阶的突出高度、台阶坝的坡度和单宽流量.同时根据试验资料推导了消能率的计算公式,该公式可为相关设计提供参考.     

台阶式溢流坝面水力消能计算方法探析

文章结合河南省内乡县打磨岗灌区烟草水源工程雲露湖水库碾压混凝土大坝台阶式溢流坝面设计,采用两种计算方法,对三种不同台阶尺寸的坝面消能效果进行了水力计算。其结果表明,台阶式溢流坝在一定的下泄流量范围内,由于台阶间形成强烈的横向漩滚、水流掺气,显著提高了坝面的消能效果,但随着泄量的增大,消能率逐渐降低,也即小流量情况下消能效果好,大流量情况下消能效果差,故台阶式溢流坝适宜在单宽流量不大的情况下采用。     

台阶式溢流坝的消能设计与试验

由于台阶式溢流坝坝面台阶的存在,使下泄水流在台阶之间形成横轴旋滚,并与坝面主流发生强烈掺气作用,使水流紊动加剧、掺气增强,大大减少了下泄水流的能量,改善了坝址处的水利条件,使坝下游的消能设施得已简化.结合光明水电站水工模型试验,对消能率进行了研究,结果表明:影响台阶坝面消能率的主要因素为台阶坝高、台阶的突出高度、台阶坝的坡度和单宽流量.同时推导出消能率的计算公式.该公式可为相关设计提供参考.     

台阶式溢洪道的水力特性研究

对台阶式溢洪道水力特性研究兴趣的增加，主要是因为目前碾压混凝土筑坝技术已经有了很大的进步，以及这种溢洪道具有使水流可以沿溢流坝面消能的优点。本文介绍民西班牙有关这种溢洪道的掺气，增加坝面水深以及消能情况所进行试验的结果。     

台阶式溢洪道消能

可消能的溢洪道可以减小坝下游冲刷，从而降低了消力池的费用。混凝土坝，特别是碾压混凝土坝，将做成台阶式坝面。水流流过粗糙或台阶式坝面可以消掉大部分能量。人们发现，一旦达到均匀水深时，能量损失与坝面长度成比例，即是说，能量损失增加等于坝高增加。因此，能量损失比率不仅随台阶形状而变，而且随坝高而增加。本文对推导出一个能量损失公式并用模型试验作出的评价加以讨论。高程不断降低的阶型瀑布，可以应用于低坝及石笼堰，在此也作了讨论。     

大朝山水电站RCC溢流坝宽尾墩、台阶式坝面联合消能工的研究及应用

宽尾墩，台阶式坝面消能工，是通过宽尾墩后水流的突矿和台阶坝面的连续跌坎，为掠过台阶坝面的水舌下缘提供侧部（坝面无水区）通气条件。原型观测证明沿台阶处形成高掺气浓度的水气混合流。加之台阶对水流流速的消减作用，使台阶免遭空蚀破坏。本研究结合大朝山水电站的建设，从设计优化构想，开展了系统的试验研究，并把设计研究成果应用于大坝的设计和施工，取得了原型观测成果，提供了百米级以上高坝，大单宽流量RCC坝的新的成功实例。     

台阶式溢流坝中小流量流态改善方式研究

台阶式溢流坝有显著的掺气效果和消能效果,目前在中小型工程中广泛应用。但是台阶式溢流坝在小流量浅水深的工况下,坝面上流态较差,呈现跌流或者过渡流态,容易形成水翅和水流跃离现象。为了解决上述问题,本文结合某工程通过水工模型试验研究对台阶起始端的体型进行优化,结果表明优化方案能够很好地改善较小流量时的过渡流态。     

湖南省芦江水库溢流坝台阶和戽流组合消能设计

为了研究芦江水库工程溢流坝采用台阶+消力戽组合消能的可行性，结合工程特点，经综合分析大坝溢流面台阶+戽流组合消能和台阶+消力池组合消能2个方案，最终选择消能效果好、投资省的台阶+戽流组合消能方案。介绍了溢流坝面消能台阶步高和步长及消力戽尺寸拟定的方法、溢流坝面经过台阶水流流态、消能率及戽流消能等的水力学计算和水工整体模型试验。结果表明：计算和试验结果较为吻合，该工程溢流坝采用台阶+戽流组合消能是合理可行的。     

台阶溢流坝的应用评述

根据台阶溢流坝坝面的水流流态及水力特性,结合运用已有的研究成果．对目前我国台阶溢流坝应用中有代表性的几个实例进行了分析和讨论,明确了台阶溢流坝在工程中的实际意义及其适应性,可供设计人员在工程设计中参考。     

太山里水库台阶式溢洪道消能规律分析

以郴州市北湖区鲁塘镇东南侧太山里村境内的太山里水库为例,基于水库运行实际设计出台阶式溢洪道试验模型,并对不同水力条件下水流流态和消能特性进行了试验模拟。结果表明,过渡水流所产生的较强冲击波对溢洪道台阶受力十分不利,必须加强设计控制,但就水流流态试验过程的完整观察得出,台阶水面流态较为破碎,不同台阶高度下水面也均位于台阶边墙高度内,并无大量飞溅现象;对于小流量而言台阶式溢洪道消能率可达90%以上,消能效果明显,在太山里水库运行中较为适用。     

团山子水利枢纽溢流坝水工模型试验研究

根据该工程坝址下游特殊的地形条件,结合现场试验条件,通过建立1:60水工模型,对溢流坝在不同运行条件下的水流流态进行观测,验证溢流坝泄流能力,对溢流坝坝面、坝趾反弧段及消力池底板处压力分布进行研究,并通过消能试验优化消能建筑物结构尺寸。     

DRJ工程中孔台阶式溢流坝段试验研究及应用

对中孔台阶式溢流坝水工模型试验的研究成果进行了介绍,通过水工模型试验对中孔台阶式溢流坝堰面及台阶高度进行验证,抛物线型堰面及台阶高度设计合理。台阶式溢流坝的泄流能力略小于设计泄流能力,沿线均为正压,仅在弧门后处出现负压,但负压值较小,不会出现空蚀破坏;随着下泄流量增加台阶上深增大,单宽流量小于20 m3/(s·m)时台阶消能挑流消能效果较好。试验结果已被设计单位采用。     

台阶溢流坝的三维水力特性数值模拟

本文简单介绍了台阶式消能工在国内外的应用和发展前景,并以太湖水库工程为例,通过流体仿真软件对该工程的台阶式溢流坝和光滑溢流坝进行数值仿真,对比研究两种溢流坝体形的消能效果、压强场和速度场等.结果表明,台阶式溢流坝的消能主要集中在台阶上,相对于光滑溢洪道,因其减小对下游的冲刷而降低了工程投资.     

新型宽尾墩在索风营水电站的应用与研究

把宽尾墩应用到碾压混凝土台阶溢流坝面，形成“宽尾墩+台阶坝面+消力池”联合消能工，是我国科技工作者的一大创举。索风营水电站单宽流量达207m3/s·m，在应用台阶溢流坝面工程中属最大，经模型试验验证常规宽尾墩联合消能工已不能满足要求，于是提出了一种新型宽尾墩形式——X型宽尾墩，它继承了传统宽尾墩的优势，又拓宽了台阶坝面的消能作用。本文是“X型宽尾墩+台阶坝面+消力池”联合消能工在索风营水电站应用的水力特性研究成果的一部分。     

曲线型阶梯溢流坝坝面掺气发生点位置的确定

 曲线型阶梯溢流坝坝面形成掺气水流，是阶梯溢流坝具有较高消能率的重要原因之一，故掺气初生点位置的确定，对阶梯尺寸的选择有重要的影响。根据在大型钢架玻璃水槽中，对4种不同阶梯尺寸的曲线型阶梯溢流坝系统试验结果，分析了坝面掺气的机理，给出了确定坝面掺气初生点位置的计算公式及曲线。     

台阶式溢流坝及其消能

对陡槽、鱼道、台阶式溢流坝等不同建筑物相当大糙率情况下的消能情况比较证明，台阶式溢流坝的工作情况具有许多特性，需要进行专门的试验研究。以光滑流线型堰顶的台阶式溢流堰的水力工作状况作了研究，介绍了试验装置，估算溢流面上水头损失的方法，溢流面构造及研究成果，并得出了一些结论。     

大朝山水电站坝体溢洪表孔采用台阶溢流坝面简介

大朝山水电站拦河坝溢洪表孔采用宽尾墩| 戽式消力池联合消能工，设计单位经多年潜心研究。在百米级碾压混凝土坝、大单宽流量条件下采用台阶式溢流坝面，经第一次原型观测试验，验证了模型试验结论，并发现了水舌下缘与台阶接触带底流速沿程不变、水舌底部掺气浓度沿程增加的现象，这对今后同类工程设计提供了极具参考价值的工程应用实例。文章简略介绍了表孔溢流面结构变更的提出、模型、原型试验结果，以及采用台阶溢流坝面所带来的效益等。