交叉建筑物裹头体型及局部流态水力学研究

南水北调中线工程陶岔-沙河南段干渠穿河交叉建筑物共有11座,试验通过1∶50概化河道模型对交叉建筑物的裹头体形进行研究。首先以黄金河工程为对象,对原设计方案的裹头体形进行了试验,确定抛物线形为推荐体形。又对总干渠与其他河道交叉建筑物的裹头体形进行了分类,拟出了各类交叉建筑物裹头设计的一般原则及相关参数的取值范围。     

输水交叉建筑物进出口段渗漏成因综合分析

输水交叉建筑物进出口段渗流异常成因存在不确定性。采用综合分析方法探讨某长距离调水工程一跨河渡槽出口段裹头渗漏的成因。在巡视检查和加固处理等资料分析的基础上,构建统计模型,定量分析渐变段渗透压力和底板扬压力与渠道水位、气温、降雨量等环境量的关系,判断渗流的主要影响因素;通过变形监测资料分析,结合工程地质和水文地质条件,判断引起裹头渗漏的原因;进而依据流场法、探地雷达和高密度电阻率法等地球物理探测方法揭示渗漏入口和通道等。综合分析认为,渗漏从渐变段末端结构缝进入,通过渐变段、闸室段和连接段的砂砾石层基础向裹头侧流出。考虑到该调水工程常年运行,渡槽难以停水检修,提出在闸室段增加灌浆帷幕截断渗流通道的防渗加固处置建议方案。采用的综合分析方法可为同类工程问题分析和处理提供参考。     

梵梅倒虹吸工程若干技术问题的探讨

通过实例,对地处城区中心,且受沿线地形地质、河道水流、交通、环境及城市总体规划影响的渠道交叉建筑物的设计进行分析,为该类型工程的设计和改造提供一些借鉴.图4幅.     

二坝蓄滞洪区分洪口门裹头工程稳定性研究

蓄滞洪区是调节河道超标准洪水的重要区域,建设蓄滞洪区对于保障区域防洪安全十分重要。为了研究长江芜湖河段二坝蓄滞洪区分洪口门裹头在扒口分洪工况条件下的稳定性,本文依据分洪口门设计资料构建了分洪口门裹头工程的三维数值分析模型,模型重点考虑了高压旋喷桩的三维加固效果以及地层的实际特征。采用强度折减法研究了裹头工程的稳定性状况,并且分析了分洪口门的变形规律。在蓄滞洪区扒口分洪工况,强度折减法计算的结果显示,相比背水侧堤身的变形,分洪口门裹头的变形量很小。堤防背水侧堤身首先出现塑性贯通区,口门稳定性最薄弱的部位在背水侧堤身,采用强度折减法计算的安全系数为2.05,大于规范要求值。说明裹头工程设计安全可靠,采用高压旋喷桩加固分洪口门十分有效,该研究成果可为类似工程设计提供参考。     

南昌至奉新高速公路工程涉河建筑物防洪评价

本文结合南昌至奉新高速公路工程的具体情况,对河道建设项目防洪评价的基本工作进行了研究探讨.通过分析工程实施前后河道设计洪水水位和流量的变化,评价了该工程对下游河道防洪的影响,为南昌至奉新高速公路工程河道建设项目的实施提供了依据,为江西省及其他地区全面开展涉河建筑物防洪评价编制提供参考.     

南水北调倒虹吸工程裹头附近河床变形研究

对白马河倒虹吸工程河段河床演变分析知,人类活动对近期该河段有重要影响。通过动床模型试验得到了倒虹吸工程轴线附近以及两岸裹头的河床冲刷深度,表明倒虹吸埋置深度是安全可靠的。试验数据分析表明裹头工程根部设置铅丝石笼防护带,对保护工程、减轻边岸冲刷非常重要。借助理论与实测资料分析,对裹头附近局部冲刷发展规律进行了研究,提出了裹头附近局部冲刷发展模式,推求了局部冲刷深度随流量变化的模拟方程。     

土工模袋在卢沟晓月湖右堤护坡工程中的应用

卢沟晓月湖工程包括弧形橡胶坝一座、两岸裹头、河道防渗、左右护砌及补水工程等.利用引进的澳大利亚生产的土工模袋,对右侧堤防边坡进行护砌,这是北京市第一次采用模袋砂浆的形式护砌堤防.通过采用机织模袋充填砂浆对堤防进行护砌,取得了较好的技术、经济效果和一定的社会效益.     

南水北调中线与安阳河交叉工程裹头体型优化

为改善南水北调中线总干渠与安阳河交叉工程口门处流态、水流结构,首先提出按椭圆弧曲线和复合圆弧曲线设计裹头体型的两种优化方案,然后利用导流水力学原理确定椭圆曲线和圆弧曲线有关参数,再从导流、施工放样、工程量、壅水几方面综合考虑,推荐按复合圆弧曲线设计的裹头体型的优化方案,最后对推荐方案进行模型试验验证。试验表明：基于导流水力学的口门裹头体型优化达到了基本消除回流或大大缩小回流的目的,且该处冲刷深度有所减小。从经济实用、安全可行方面考虑,按复合圆弧曲线设计优化的裹头体型为最优方案。     

黄河下游移动式不抢险潜坝试验工程结构设计

根据黄河下游移动式不抢险潜坝应用研究项目任务,选择在郑州惠金河务局南裹头工程下首滩岸修建试验潜坝,设计中首次采用预应力混凝土管桩、预制混凝土连接销轴、连系帽梁有机组合的拼装式结构,实现了不抢险潜坝的简便拼装、拆卸和移动。实践证明该潜坝作为黄河下游河道整治的一种新坝型结构具有广阔应用前景。     

吉林省月亮泡蓄滞洪区分洪口门裹头工程设计初探

蓄滞洪区是我国防洪体系中不可替代的防洪措施,然而对于蓄滞洪区的启用频率有不同的状况,对于启用概率较低的蓄滞洪区来说,分洪口门裹头的设计形式尤为重要,本文主要对吉林省月亮泡蓄滞洪区6号坝裹头设计的相关计算方法进行分析,以供其他类似工程参考。     

输水隧洞坡角对侧式进/出水口水力特性影响研究

抽水蓄能电站侧式进/出水口具有双向过流的特点,进/出水口自身体型参数对其水力特性具有很大的影响,但连接的输水隧洞布置型式也同样会影响进/出水口水力特性,若输水隧洞布置不恰当,将可能导致进/出水口出现不利的水力特性。利用RSM紊流模型,以某侧式进/出水口为研究对象,在进/出水口体型不变的前提下,研究出流工况不同隧洞坡角对进/出水口内部流态、拦污栅断面流速不均匀系数、水头损失系数及流量分配等水力特性的影响。结果表明,当隧洞坡角等于扩散段垂向扩散角时,进/出水口内部流态较好,反向流速区的沿程范围、拦污栅断面流速不均匀系数及水头损失系数均最小。因此,当进/出水口扩散段垂向扩散角不大且各隧洞坡角均满足地形、地质条件的情况下,隧洞坡角等于扩散段垂向扩散角时,可获得较优的水力特性。     

无高精度地形资料地区溃坝洪水演进模拟研究 ——以金沙江叶巴滩-巴塘段为例

为准确高效计算缺乏高精度地形资料地区河道中洪水演进过程,在空间分辨率为30 m的ASTER GDEM V2地形数据基础上采用不同方法对金沙江叶巴滩-巴塘区间河道地形进行重建,采用基于显卡加速的地表水及其伴随输移过程模型模拟了2018年"11·03"堰塞坝险情洪水过程,并与实测洪水过程进行对比验证。结果表明:①不同空间插值方法对河道地形特性的插值表达精度相差较大,样条函数法和根据河流走势的趋势平滑法生成的河道地形能较好表达河道地貌形态;②不同断面间距下趋势平滑法河道地形洪水演进模拟精度随断面间距增大而增加,仅使用入流口和出流口断面高程模拟效果在不同断面间距中最好;③使用趋势平滑法生成河道地形时,洪水模拟精度随河道下挖深度的增加呈增加趋势,下挖深度为50 m时NSE达到0.937,R~2达到0.976。研究分析了河道地形重建方法、插值断面间距及下挖深度对洪水演进模拟精度的影响,可为洪水应急抢险快速预测提供数据处理方法。     

扩散段长度对侧式进/出水口水力特性的影响

以某上水库无调整段侧式进/出水口为研究对象,采用雷诺应力湍流模型探究了扩散段长度对进/出水口水力特性的影响规律,并从水力学的角度给出了扩散段长度建议值。结果表明：扩散段长度对侧式进/出水口水流运动存在显著影响,扩散段不宜过长或过短;对于进/出水口沿程流速分布,只有在抽水工况下扩散段长度才会对其产生影响,发电工况下基本不存在影响;对于水头损失、各孔口流量配比等其他水力指标,扩散段长度在双向过流时均会对其产生较大影响,随着扩散段长度的增加,各水力指标均先变好再变差;对于无调整段侧式进/出水口体型,当扩散段长度为隧洞直径的5.7～6.0倍时,各水力指标满足规范要求;当扩散段长度为隧洞直径的5.8倍时,进/出水口水力特性得到较大改善,且具有较好的水流流态。     

双沟汇流的排水倒虹吸进口段布置型式研究

针对排水倒虹吸进口段有两条河沟汇入情况,通过采用二维浅水运动数学模型研究手段,模拟分析双沟典型来流方向和不同流量组合情况下的倒虹吸进口段水流特性,通过方案比较优化进口段布置型式,提出了各种来流方向和流量组合情况下进口布置型式的推荐方案。     

抽水蓄能电站侧式进/出水口水力设计研究

对已有的工程设计资料进行综合分析研究 ,并将基础性研究中的渐扩管与侧式进 /出水口的水力特性相联系和沟通 ,着重阐明扩散段的合理体型、分流隔墙的合理布置原则 ,提出各孔流道间流量不均匀比小于 1.1是体型良好的基本条件     

梨形导流堤在南水北调中线工程大型建筑物中的应用

南水北调中线工程京石段大型交叉建筑物中，有7座倒虹吸工程采用新颖的河道整治构筑物梨形导流堤，这在跨河输水建筑物设计上算是新尝试．水工模型试验表明，这种构筑物对于改善河道行洪口门的水流流态具有明显的效果．对梨形导流堤的适用条件、结构特点以及外形轮廓尺寸进行了计算，并提出了相应的抗冲防护措施以及构造要求．     

倒虹吸工程河段洪水与河床变形的数值模拟

本文利用平面二维水沙数学模型，采用水边界全区自动跟踪方法并考虑了河床局部冲刷与河道演变分析成果，对渠河交叉工程河段进行了洪水与河床变形的数值模拟。     

井筒式泵装置水力特性数值模拟

基于k-ε紊流模型和雷诺时均N-S方程,运用商用CFD软件,对井筒式泵装置进行了三维流动数值仿真计算。通过对性能曲线的分析,发现设计工况下,进水管直径较大时效率较高。对比进出水损失发现,进水损失随着流量增大而增大,出水损失随着流量增大先减后增。通过分析VX云图和流线图,发现进口管直径较小时,流速较大,形成的漩涡也较大,漩涡区域涡量为大管径时的2倍以上。对叶轮进口断面轴向流速分布均匀度的分析,得到进水管较大时,叶轮进口的流速均匀度较高,但在流量超过330L/s的工况下差异不明显。从喇叭管进口断面平均涡量的计算分析中,得到喇叭管进口断面平均涡量随着流量增大而增大,且进水管直径较大时,平均涡量小,减小超过20%。     

侵占滩涂对“葫芦”河段的行洪影响

针对概化的"葫芦"区河段,采用概化非恒定流,模拟了不同规模"葫芦"区的河道行洪情况,探究了"葫芦"河段滩区规模对其河道行洪影响。模拟结果表明:(1)"葫芦"区对其进(出)口起到引流减阻作用(坦化作用),对河道起到明显调蓄作用,河道拓宽比为0.30时效果最为显著;(2)"葫芦"区滩区分流能力随着河道拓展宽度的增加而增强,沿程先增大后减小,且随着流量增加滩区分流比最大值断面向下游推移。总体来看,涨水时,滩区分流比减小;落水时,滩区分流比增加,且较断面流量过程有一定相位延迟;(3)河道拓宽比0.30可作为一般河道"葫芦"区保留宽度的下限,河道"葫芦"区的实际保留宽度需视情况具体分析。