阻塞式旋流泄洪洞空腔环流的能量特性

旋流泄洪洞内的空腔环流既不同于常规有压流，也不同于明流，因此采用理论分析和模型试验相结合的方法，建立了空腔环流断面的能量积分表达式，并对具有较好抗空化特性的阻塞式旋流泄洪洞内空腔旋流的能量特性进行了研究。结果表明：建立的空腔旋流能量方程利用相关水力特性进行计算的结果符合洞内的能量变化和转化规律，随着阻塞面积收缩比的增大，空腔环流的压强势能所占比例明显增加，动能所占比例减小，与阻塞收缩比增大时壁面压强增大、流速减小的规律一致；在水平洞起始段，切向动能大于轴向动能的部位延长，在阻塞面积收缩比m=0.49时，约增长至5倍洞径长处；增加阻塞，对竖井段的能量损失影响很小，但能较大提升水平旋流洞段的消能率。     

旋流阻塞复合式泄洪洞的水力特性（1）

对旋流阻塞复合式泄洪洞的体型设计进行探讨,并通过模型试验对其流态和水力特性进行了研究。阻塞对水流流态有明显的影响,水平旋流阻塞复合式洞的水流流态可划分为不完全旋流以及完全旋流2种基本流态。泄流能力由起旋器与阻塞共同控制,阻塞孔径对泄流量影响较大,但阻塞位置对流量影响不明显。如考虑阻塞的影响,泄流量计算公式的形式可不变。阻塞影响系数ξ与d/D的关系近似为线性关系。阻塞对通气孔的通气状态产生明显影响：不同阻塞设置位置相同时,阻塞孔径越大,通风量越大;相同阻塞设置位置不同时,越靠近下游,通风量越小。     

水平旋流内消能泄洪洞段与尾水洞段流态适用性研究

为了探究水平旋流内消能泄洪洞段与尾水洞段流态适用性条件,建立了一种新型的泄洪内消能工水力模型,即洞内淹没射流与水平旋流梯级内消能工。试验以原型流量1 200 m3/s、最大总作用水头150 m为标准进行了模型试验的体型设计,然后对设计的该消能工进行了1∶60.25几何比尺下的水工模型试验。结果表明:当1.5X/D9.1时,旋流洞内空腔直径沿程先增大后迅速减小最后平稳,当9.1X/D10.3时,空腔直径呈现出逐渐增大并最终稳定至r/D=0.45左右的趋势;上游水位对于下游尾水洞段的流态影响条件不大,当下游水位0.5D﹤h﹤0.85D时,旋流洞与尾水洞内会形成旋流远驱水跃流态,当下游水位0.85D﹤h﹤0.95D时,旋流洞与尾水洞会出现旋流临界水跃流态,当下游水位0.95D﹤h﹤3.2D时旋流洞与尾水洞会出现旋流淹没出流流态。     

大坡降复合式水平旋流内消能泄洪洞阻塞扩散段试验研究

以两河口水电站3#导流洞改建为复合式大坡降水平旋流内消能泄洪洞为例,对大坡降水平旋流洞末端和导流洞之间的衔接方式进行了试验研究。提出了阻塞渐扩和阻塞突扩两种不同的衔接方式,并对两种旋流扩散体型局部流态及壁面压强、断面掺气浓度、旋流扩散轨迹等水力特性进行了量测与分析,得到各体型旋流扩散段流态及各项水力特性随上游水位变化的基本规律。     

大坡降复合式水平旋流内消能泄洪洞阻塞扩散段试验研究

以两河口水电站3#导流洞改建为复合式大坡降水平旋流内消能泄洪洞为例,对大坡降水平旋流洞末端和导流洞之间的衔接方式进行了试验研究。提出了阻塞渐扩和阻塞突扩两种不同的衔接方式,并对两种旋流扩散体型局部流态及壁面压强、断面掺气浓度、旋流扩散轨迹等水力特性进行了量测与分析,得到各体型旋流扩散段流态及各项水力特性随上游水位变化的基本规律。     

水平旋流泄洪洞的基本流态与影响因素

通过模型试验,对上下游水位、通气孔直径、水平洞洞长和起旋器收缩断面面积比对水平旋流泄洪洞的流态的影响进行了研究。结果表明,在竖井为有压流的条件下,水平旋流泄洪洞的流态可分为自由流、吸吮流和淹没流3种基本流态,流态的分类与转变受各种因素的影响;通气时,水平旋流洞内旋流的空腔直径大而均匀,水流旋转的强度增大;不同的洞长,流态从吸吮流向淹没流转变时过渡区的相对上下游水位差相同,但洞长越大,吸吮流的范围越大,转变为自由流流态时所需要的起旋器出口的水流弗劳德数也越大;起旋器出口面积比不同时,流态分区的临界水力条件是不同的。     

泄洪洞旋流阻塞消能的数值模拟

运用标准κ-ε模型、RNGκ-ε模型、Realizableκ-ε模型、标准κ-ω模型,并结合VOF法对公伯峡水电站右岸泄洪洞的水流进行数值模拟,利用原型观测资料对计算结果进行对比验证,结果表明RNGκ-ε模型的模拟结果与原型观测资料最为接近。在此基础上,把原泄洪洞的旋流洞及其后段简化为直洞并在直洞不同位置布置阻塞,然后应用RNGκ-ε模型对其内部水流进行数值模拟,通过比较消能率、沿程压力及流场空化数分布,得出阻塞最佳布置位置,并给出最佳位置下水流的湍流特性。     

起旋器出口面积收缩率对水平旋流泄洪洞水力特性的影响

通过模型试验,研究了起旋器出口面积收缩率对水 平旋流泄洪洞水力特性的影响。研究发现面积收缩率对流态、泄流量、壁面压强和空腔内的 气体压强均有较大的影响。面积收缩率较大时,流态变化复杂,泄流量和环流空腔内的负压 的变化减小,但空腔环流的空腔直径和泄洪洞的消能率增大。      

旋流阻塞与旋流扩散复合式内消能泄洪洞的水力设计

 结合雅砻江两河口水电站后期3^#导流洞和大渡河猴子岩1^# 导流洞的改建,在研究旋流阻塞和旋流扩散复合消能泄洪洞的水力特性基础上,对该类型复合式旋流内消能泄洪洞的设计原理与方法进行研究探讨,和开敞式进口、起旋器、阻塞与旋流渐变扩散段的体型进行了设计与计算,为1 000m³/s以上泄流量、150m作用水头量级的导流洞改建为旋流内消能泄洪洞工程水力设计提供参考。     

高水头旋流阻塞复合内消能工水力特性研究

旋流阻塞复合内消能工是适用于高坝泄洪消能的一种新型消能工,为了分析其在超高作用水头下的泄洪消能适用情况,采用模型试验与数值模拟相结合的方法,对200 m作用水头条件下该消能工的水力特性进行了研究。结果表明：泄流量为1 547 m³/s,略大于设计值,满足泄流要求;洞内形成了稳定的空腔旋流,旋流洞段空腔直径约6~7 m,旋流角约60°,壁面压强约110×9.8 kPa,最大点流速约45 m/s;起旋器与旋流洞段为0.050~0.274 Hz的低频脉动,且水流空化数均大于1.2,运行安全;阻塞扩散段末端最小瞬时负压为-3.81×9.8 kPa,且水流空化数较小,但水流掺气率较高,有利于减免发生空蚀;阻塞扩散段末脉动优势频率为46.99 Hz;总消能率达82.1%,消能率高。研究成果可为该复合消能工在高水头下的泄洪消能应用提供参考。     

不规则实体堰坝流场及应力场耦合分析

针对现有堰坝稳定计算方法存在模型概化简单,无法准确反映不规则堰坝的流场及应力分布的问题,基于有限元软件ANSYS Workbench,通过引入气液两相流来求解堰坝的表面流场和水压力,将流场计算结果耦合到结构力学分析中实现某不规则实体堰坝的应力及变形分析。计算结果表明,设计洪水位和常水位工况下堰坝压应力均满足地基承载力要求,且堰体内部未出现拉应力;堰坝整体变形分布合理,能很好地反映堰体与基础非连续性的变形情况。该方法可有效地解决堰坝三维形态复杂及表面压力分布不均所带来稳定分析困难,可为堰坝设计提供依据。     

曹娥江口门建闸闸下尖山河段河床变化预测研究

根据钱塘江河口实测水下地形资料和水文资料分析，在河口段支流曹娥江口门建闸后，其闸下河床面貌主要取决于钱塘江河口尖山河段主槽的位置，并通过类比法等方法预测了尖山河段达到规划线后的曹娥江口门建闸闸下最不利的河床面貌。     

楠溪江供水工程设计综述

楠溪江供水工程是浙江省水资源配置的大型长距离供水工程,由拦河闸取水枢纽、输水线路等建筑物组成。工程设计很好地解决了在风景区河道、感潮河道末端复杂地质条件下拦河闸的布置、基础处理、洄游鱼道等技术问题。输水系统采用运行管理方便、节能的有压重力输水方式。工程经过多年运行实践,设计技术成熟可靠,运行管理方便。本文系统介绍了工程设计的方案比选及关键设计技术问题,可为类似工程设计提供参考。     

Intervention of Naraj Barrage: Its effects on sediment inflows into Chilika Lake,India

Chilika Lake, Asia's largest brackish water lagoon, is located in the state of Odisha on the east coast of India. It was designated as a Ramsar site in 1981, being the first Indian wetland of international importance under the Ramsar convention. Siltation of the lake is become a major concern, because it is leading to various geomorphic changes that are affecting the shape and size of the lagoon, which receives a major silt load through the Daya and Bhargovi rivers (both being branches of the Mahanadi river) via the Kathajodi and Kuakhai rivers. The Naraj barrage was constructed at the mouth of the Kathajodi river to regulate its inflow, and also its silt load, into the lagoon. Two observatories are established in the Daya and Bhargovi rivers to determine the quantity of silt entering Chilika Lake through the rivers, with the bed load and suspended (total solids) being measured. Various effects of siltation in the lagoon because of the barrage are analysed in this study, to include the pre‐ and postconstruction situation. By considering different flood situations in the Mahanadi river, various alternate strategies for operation of the Naraj barrage were studied, with the goal of minimizing the siltation in Chilika Lake. These alternate operation strategies, and their potential effects on the inflow into the lagoon, are analysed and discussed in this report.     

组态王在橡胶拦河坝控制系统中的应用

简要介绍了橡胶拦河坝控制系统及组态软件在该控制系统中的应用，并结合在系统软件编制过程中所出现的问题给出了解决的方法。     

中国北方河流环境容量核算方法研究

中国北方河流径流量较小、季节性变化较大,为准确核算其水环境容量,把河道水体按上游到下游划分为河道、拦河闸水体和感潮河段3种类型水体,其环境容量之和为河流的环境容量。对不同的水体分别运用河流一维水质模型、湖库均匀混合模型和河口一维水质模型确定这3种水体的环境容量。本文以大沽河为例,采用实测的水质、水文数据资料,建立了流速和流量、综合衰减系数和流速之间的相关关系,分别计算各类水体的环境容量。计算结果表明,拦河闸水体和感潮河段的环境容量占河流总容量的80%以上,是河流水环境容量的重要组成部分。     

潮州供水枢纽西溪拦河闸下游水位下降影响研究

近年来,由于潮州供水枢纽西溪拦河闸下游河床下切、下游河道水位下降,对枢纽工程运行产生了不同程度的不良影响。对此在对历年西溪拦河闸下游河道水位与流量关系变化总结和分析的基础上,对下游河道水位下降对西溪枢纽拦河闸、电站、船闸等建筑物的影响进行分析,介绍枢纽工程现行采用的改造工程措施,并对今后改造的方法进行探讨,供工程设计和运行参考。     

用层次分析法选择黄浦江河口挡潮闸闸址

针对黄浦江河口挡潮闸闸址各方案,运用层次分析法建立了多影响因素的综合评价指标体系.为减少主观因素的影响建立了判断矩阵,计算各指标的权重,以评价各因素对闸址的影响程度,从而选择出最优闸址方案.