消力池及辅助消能工设计的探讨

本文综合前人实验资料，分析了自由水跃和强迫水跃的主要特征，并给出有关的经验公式，阐述了消力池辅助消能工的作用及设计方法。     

介绍一种新型消能工 盒式消力池

八达水库是牡丹江市郊区的一座小型水库,1979年建成运用。5年后,由于泄水渠与河道连接处未设消能工,河床抗冲刷能力又差,致使河道被冲深达1.4米。同时,泄水渠从末端开始逐步被水流冲毁长达10米。为保证水库安全,确定在泄水渠末端修建一处消能工。当时曾考虑     

隔河岩大坝消力池消能工水力学原型观测

对清江隔河岩水利枢纽水垫塘消能工的水流流态、水面线、流速、点脉动压力、面脉动压力及下游冲淤变化等进行了观测。观测成果表明，在泄流量Ｑ＝７５００ｍ＾３／ｓ，Ｈ上＝１９８．９３ｍ，Ｈ上＝８７．１ｍ的观测下，主要结论为：①冲击区的脉动压力幅值此经导墙上的大；②冲击区以外，导墙上脉动压力比底板上的大；③顺流向底板上的脉动压力幅值呈衰减趋势；④经过１９９８年汛期的泄洪，一级消力池岸坡未发现异常现象，二级池内     

百色水利枢纽新型联合消能工消力池设计综述

根据百色水利枢纽工程泄水方式及新型联合消能工消力池的流态，对该工程消力池底板的抗浮稳定进行计算，并介绍了在消力池底板抗浮稳定计算中各项作用力的拟定及底板结构设计。     

消力池内悬栅辅助消能工优化试验

针对新疆迪那河五一水库溢洪洞消力池原设计方案不能满足正常宣泄洪水的问题,对消力池内梯形墩和T形墩的位置、数量和尾坎高度等进行调整,设计了17种消力池修改方案,并采用悬栅与梯形墩联合运用的综合式消力池,通过对悬栅优化方案的比选和悬栅高度的合理性验证,最终确定了溢洪洞消力池悬栅消能工的最佳方案进行优化。试验结果表明:悬栅消能工的设置解决了原设计方案水流溢出池外、不能形成淹没水跃的问题;消力池池长由原设计方案的83 m缩短至70 m,避免了工程投资的增加。     

拱网消能工与普通消力池的比较分析

针对渠系建筑物涵闸下游水流特点,采用一种适合于低佛氏数消能的新型消能结构一拱网消力池,并对通辽西辽河灌区洪淤渠、孟家段干渠和八一水库泻洪洞采用拱网消能的工程实例进行了分析。结果表明,与普通消力池相比．拱网消力池的池长可缩短50％以上,池深可减少约30％,且消能率可提高20％以上,一般比普通消能措施可节省工程造价30％以上。     

宽尾墩消力池联合消能工的消能机理及其水力计算方法

一、前言安康水电站河床坝段上的5个表孔是枢纽的主要泄洪建筑物,每孔净宽15m,设15m×17m(宽×高)弧形控制闸门,闸墩宽4 m,采用消力池底流消能工,消力池净宽95m。在设计洪水位333.10m时,5个表孔的总泄量14010m~3/S,人池单宽流量147.5m~3/S·m;校核洪水位337.05m时,总泄量为19045     

导流洞出口消力池内设置悬栅消能工试验研究

通过对新疆迪那河五一水库工程导流兼排沙洞水工模型进行泄流试验,研究悬栅消力池的型式、体型、数量等参数对消能效果的影响,最终确定悬栅消力池内加17根栅条、池后采用1/8进行变坡的优化方案。试验结果表明：悬栅的设置,改善了消力池内水流的流态,降低了池内的最大水深。在设计水位下,设置悬栅后使消力池内最大水深由原来的19.4 ...     

底流消力池内悬栅消能工数值模拟研究

运用Fluent流体力学计算软件进行数值模拟是研究底流消力池消能规律和水流流场的重要方式。通过消力池内流场的特性参数,分析未布置悬栅和布置悬栅后消力池内水流运动流场特性,以便为深入了解消力池内流场特性提供可靠依据和帮助,也可作为今后水利工程中优化消力池及悬栅消能工结构的参考。     

小槛辅助消能工在消力池中的分析与应用

本文针对中小型水闸除险加固中消力池水平段需要加长的问题,提出了不破坏原有消力池的结构形式,将原消力池尾坎作为小槛辅助消能工的方法。文中以乌牛节制闸为工程背景,利用理论推导的方法,得出小槛消能公式并应用于工程实际,可为类似工程提供借鉴。     

泄洪表孔宽尾墩加消力池联合消能工的应用

 通过对已建的一些采用表孔宽尾墩加消力池的重力 坝调研资料及理论分析，表明宽尾墩可增加水流的三维特性，降低形成水跃的第二临界 水深，从而可以使消力池底板抬高、池长缩短。因此，建议皂市水电站的泄洪消能布置亦可 采取此种形式。     

宽尾墩和消力池联合消能工底板稳定试验研究

某水电站采用坝身"宽尾墩+消力池"联合消能工,由于水头高、流量大,且无其它岸边泄洪设施,坝身泄洪消能问题十分突出。本文通过水工模型试验研究,从底板上下表面脉动压力特性入手,通过底板上举力的测试与分析,评价消力池底板的稳定性和安全性,为工程设计提供重要参考和依据。     

孔板式消能工消能研究

多级孔板消能(Multi-Orifices Energy Dissipation)技术在小浪底水利枢纽成功运用,为高水头水利枢纽消能提供供新的思路.国内外学者研究表明,孔板式内消能工对相比传统消能形式,不仅具有消能效率高的优点,还可大幅度降低洞内水流流速.减轻含沙水流在洞内高速流动对壁面衬砌的破坏,降低空蚀的风险.文章...     

底流消力池墩栅联合消能工水力特性数值模拟研究

针对低弗汝德数底流消力池消能不充分、流态紊乱及底板时均动水压强过大而造成失稳破坏的问题,通过采用数值模拟的方法,对传统消力池内分别加设趾墩-悬栅、消力墩-悬栅、T型墩-悬栅联合辅助消能工,分析各联合辅助消能工的水力特性及消能规律。结果表明：消力池内布置3种墩栅联合辅助消能工后,相较于传统消力池,水面流态趋于平稳,消力池底板最大时均动水压强分别减小了50%、25%、12.5%,消能率分别提高了3.13%、6.06%、5.24%;相较于同种墩型消力池（未加悬栅）,消力池底板最大时均动水压强分别减小了20%、25%、12.5%,消能率分别提高了0.17%、3.05%、0.39%;趾墩、消力墩、T型墩与悬栅辅助消能工联合运用具有优势叠加效应。本研究可为解决同类底流消能问题提供参考。     

消能井内消能工直径优化试验

从消能井体型优化出发,对竖井溢洪道消能井直径发生系列变化时的井内水流特性进行系统的试验研究,分析消能井直径变化对消能井内各水力参数的影响。结果表明:D/D0=1.4时消能井内水垫深度接近最大,水垫消能效果较好;随着消能井直径的增加,底板上时均压强有所减小,轴线分布更趋均匀;D/D0>1.4后,随着消能井直径的增加,压强不均匀系数基本不再变化,底板上的时均压强分布稳定;D/D0>1.4以后,随着消能井直径的增加,脉动强度减小的程度减缓,消能率增加的趋势亦变缓。据此提出该竖井消能井内消能工的合理直径应为D=1.40D0。     

梯形断面消力池扩散型消能计算

针对目前NB/T 35023—2014《水闸设计规范》只涉及矩形断面消力池,未涉及梯形断面消力池消能计算的问题,基于水力学基本理论和数值分析理论对梯形断面消力池消能计算进行研究,推导了梯形断面收缩水深的解析计算式以及梯形断面消力池扩散型消能跃后共轭水深基本方程,并利用高次方程求解理论分别给出棱柱体梯形断面跃后共轭水深的解析计算式和扩散型消能跃后共轭水深的简易迭代求解公式,并根据消能计算方程,给出梯形断面消力池扩散型消力池池深、池长的计算式。工程实例计算结果表明,所提出计算式精度可靠。     

非对称入流复合消力池消能体型研究

为了适应工程地形所需的复合底流消力池以其布置形式简单、工程投资小等优点,在中小型水库工程中得到广泛应用,但其在非对称入流条件下普遍存在水流流态复杂、消能率低等各种问题。基于抚宁抽水蓄能电站下库泄洪消能建筑物,采用水力学模型试验与数值模拟相结合的方法,对复合消力池消能体型及入流方式进行了研究。结果表明：将传统消力池的均匀对称入流方式调整为适宜的非对称方式后,既扩大了消力池水流入水的空间范围,又保留了三元水跃高消能率的优点,同时也解决了因入流不均匀及消力池体型不对称而产生的消力池内水流旋转问题。通过模型试验和数值计算发现,这种底流消能体型布置方式极大提高了入射水体与下游水垫的剪切碰撞作用,降低了消力池临底流速与底板压强,且流态稳定,适于工程不同工况的安全运行,也使消力池总消能率提升了约10%。