不同体型条件下消力池消能效果模型试验研究

ZG水电站泄水陡坡消力池水流流速过高对消力池底板及尾水渠边坡的稳定造成不利影响。文章结合水工模型试验,对不同运行水位消力池体型进行了模型试验优化,通过对比分析最终确定采用渐扩斜坡段+加宽消力池+"品"字形消能整流墩组合体型方案。该方案能有效减小下泄流速、改善流态平顺衔接和提高消能率,为体型设计提供支撑。     

桂花水电站掺气分流墩与消力池联合应用消能效果的研究

通过试验研究了桂花水电站拱坝掺气分流墩的体型、布置和水流流态,消力池和消力池中T型墩的体型和布置,掺气分流墩和消力池联合应用的水流流态和消能效果。试验表明,掺气分流墩与消力池联合应用明显改变了水流流态,具有显著的消能效果。     

桂花水电站掺气分流墩与消力池联合应用消能效果的研究

通过试验研究了桂花水电站拱坝掺气分流墩的体型、布置和水流流态,消力池和消力池中T型墩的体型和布置,掺气分流墩和消力池联合应用的水流流态和消能效果。试验表明,掺气分流墩与消力池联合应用明显改变了水流流态,具有显著的消能效果。     

鱼塘水电站溢洪道底流消能设计

贵州省遵义市鱼塘水电站岸坡式溢洪道底流水跃消能工设计中 ,比较了各种型式的消力墩、消力坎的作用及布置和常用的消力池型式。对矩形断面下挖式消力池与综合式B型消力池进行了对比分析 ,探讨了在大单宽流量、高流速情况下 ,如何合理运用消力墩、消力坎以改善消力池的工作状况 ,提高了消能效率 ,最大限度地减轻了下游河道冲刷     

消能工在白杨河水库的联合应用

针对白杨河水库枢纽工程原设计方案消力池尺寸不足,下游护坦流态不良、冲刷严重的问题,进行了四种不同修改方案的试验研究。通过对原方案及修改方案水流流态的观察,水深、流速、消能率等方面的测量计算,推荐采用“阶梯式溢洪道＋消力墩”的联合消能方案。试验表明,阶梯式消能工可以消除水流的大部分能量,减小消力池及下游护坦的消能负荷。将...     

基于低弗氏数水流下折坡渐扩式消力池的优化

底流消能中在遇坡度情况下通常采用折坡扩散型消力池,其消能效果较好,对地形适应性强,在同等水利条件下,需要的池深更小,更经济高效。折坡式消力池的优化及应用还存在难题,该体型在低弗氏数水流下的消能与具体工程的应用具有一定研究价值。本工程水流为低弗劳德数水流,通过模型试验,在不同工况下,对折坡扩散式消力池的水深、压强、消能率等水力特性做了研究,针对三种不同体型比较优化,最终得出加深消力池与在护坦加设消能墩的方式,其对下游水深的适应更好。     

小石峡水电站溢洪道消能工优化试验

通过新疆维吾尔自治区库马拉克河小石峡水电站溢洪道水力学模型试验,对其原设计方案的消能工结构形式进行了优化。试验表明,消力池段在通过设计流量30年一遇洪水1 856.20m3/s时,池内不能形成完整水跃,水跃前后波动剧烈,水流大量溢出,原设计方案的边墙高度、池长均不能满足过流要求。提出采用减小消力池池深、设置分流趾墩-消力墩-低消能坎的综合式消力池代替原设计方案的常规消力池的修改方案,在设计流量下进行泄水试验,试验结果表明,在分流趾墩、消力墩、低消能坎的联合作用下,消力池内形成强迫水跃,流态明显改善,水跃长度减小,跃后水深降低,消能率提高。采用分流趾墩-消力墩-低消能坎的综合式消力池可有效缩短消力池池长,降低边墙高度,节省工程造价,试验结果可为优化工程设计及其他同类工程优化消力池提供参考。     

安宁水电站溢洪道消能防冲试验研究

低水头、低佛汝德数消能一直是中小型水利工程泄洪消能的关键问题,通过水力学模型试验方法,对安宁水电站溢洪道泄洪消能问题进行了研究。结果表明:通过折坡消力池中布置两排消力墩以及护坦末端加设尾坎的方案,解决了该溢洪道消力池消能及水流衔接问题,提高了消能率,改善了下游河道水流条件。     

卡尔达拉水电站消力墩试验研究

通过水工整体模型试验研究发现,卡尔达拉(Chardara)水电站消力墩现行体型尺寸及布置形式合理可行,但消力墩高度过大,导致闸室段内水流流态不佳,影响了工程的正常运行。经过多种消力墩体型及布置形式的对比试验,优化出了最优消力墩高度之体型,并从水流流态、流速、水面线、消能等方面综合考虑,提出的消力墩实施体型,成功解决了现行体型中存在的问题,现已被工程采纳。     

泄洪洞消力池体型优化及优化体型的水力特性

在水利工程中,大单宽流量、低Fr引起的振荡水跃一直是比较棘手的问题。本文依进行体型优化试验研究,提出了收缩扩散与底流复合消能的消力池体型,优化后的消力池体型为在原窄深底流箱力池进口前设置Y型收缩墩后的复合型消力池,在不同来流条件或不同尾坎高度下,消力池会出现三种基本流态：自由射流流态、淹没射流与咯淹没底流复合流态以及淹没射流与过淹没底流复合流态。当消力池内水流呈现淹没射流与略淹没底流复合流态时,法内水流较稳定,被动较小,为较优流态。     

T形墩消力池消能率的计算及优化设计试验

结合新疆肯斯瓦特水利枢纽工程的水工模型试验,提出一种带防挑盖板的新型消能工,即T形墩消力池。理论推导出T形墩消力池消能率的计算公式,并与实测值进行比较。结果表明误差在实际工程允许范围之内,可以用该公式来计算实际工程T形墩消力池的消能率。通过试验计算不同消力池池长、T形墩支腿及不同墩形的消能率,分析池长、支腿长度、墩形等参数对消能效果的影响,得出适合该工程的最佳池长为52.2m,最优墩形为支腿梯形、前墩弧形。     

明渠梯形断面消力池池深和尾坎高度的计算方法

为研究明渠梯形断面消力池池深和尾坎高度的计算方法,依据前人对梯形断面消力池水跃共轭水深、梯形断面量水堰(槛)的研究成果,采用能量方程研究梯形断面挖深式消力池、消力坎式消力池和综合式消力池深度和坎高的计算方法。给出了梯形断面消力池池深、尾坎高度的计算公式,通过算例说明了计算过程。提出的消力池深度、坎高的计算公式可以作为梯形断面消力池设计的参考。     

渐扩综合式消力池尾坎高度和作用力的计算

研究了渐扩综合式消力池深度、坎高和尾坎作用力的计算方法。根据水跃方程、堰流理论和前人对渐扩式消力池水跃长度、共轭水深和淹没系数的研究成果,分析渐扩综合式消力池的设计方法,根据动量方程研究尾坎的作用力。给出了渐扩综合式消力池深度、坎高和尾坎作用力的计算公式和计算步骤。提出的坎高和作用力的公式不仅适用于渐扩综合式消力池的设计,也适用于渐扩消力坎式消力池,计算方法新颖,过程简单,精度满足设计需求。     

扩散折坡消力池水力计算

目前折坡消力池主要研究等宽问题,美国陆军工程兵团给出典型计算方法和现有的其他水力计算方法,都不适合扩散折坡消力池,扩散折坡消力池已应用于实际工程,主要通过水力模型试验解决。本文建立了扩散折坡消力池水力计算方法,用布伦口水电站溢洪道消力池及导流泄洪洞的两个消力池试验资料进行验证,表明新方法适合计算扩散折坡消力池。     

荆山湖进洪闸消力池优化设计

在理论计算的基础上,经过水闸整体水工模型试验,增设辅助消力墩,缩短消力池长度,解决了在进洪时的水流消能防冲问题。消力池池底因受到潜水和承压水的作用,进洪前期池底扬压力大,为满足抗浮要求所需的护坦底板厚,优化设计时在护坦与地基之间设置钢筋混凝土抗拔桩,增加护坦与地基间的锚固力,达到经济、安全和合理的护坦底板厚度。     

导流洞出口段体型优化模型验证研究

通过水工模型试验,测定导流洞出口在扩散情况和消力池方案时在不同工况下对下游河床冲淤的情况(冲刷范围及冲坑深度),及对河道两岸岸坡的影响;根据试验分析结果,提出了出口扩散段体型优化建议,并把优化过的模型再进行试验比选出最优的。通过模型试验并结合工程实际情况选择最优方案,对原设计方案有重要的指导和验证意义。为优化导流洞出口方案,对导流洞原出口方案进行了5种工况的水工模型试验,得出冲刷结果,并进行分析。提出改进方案1,对方案1进行同样的试验,得出冲刷结果进行分析。发现左岸冲刷严重,则在方案1的基础上改进提出方案2,再对方案2进行同样试验,得出冲刷结果。对3个方案进行比选发现方案2是最佳设计方案。     

山西省离石县改河扩城工程中消力池选型及其设计

结合山西省离石县改河扩城工程中消力池的选型试验，提出了几种消力池体型。根据稳定水流的能量方程及动量方程，导出了矩形明槽中消力池的计算式，并用该工程的试验结果进行了验证计算，计算结果与试验资料基本吻合。     

多级连续消力池水跃的水力特性模型试验

以低弗劳德数、大单宽流量的安谷水电站为例,对不同方式形成多级水跃的消力池进行了系列水工模型试验,研究了不同方案形成的多级水跃的水力学特性。试验结果表明:采用多排消力墩方式形成多级消力池,其消能率虽有保证,但消力墩布置形式对池内流态影响较大,对不同单宽流量工况适应性不好,特别是单宽流量大时难以形成多级水跃;采用圆弧进口连续坎式消力池大幅度改善了流态,但仍未能形成两级水跃;采用跌坎进口连续坎式形式的两级浅水垫消力池,在很大流量范围内均形成明显的两级水跃流态,消能效果理想,池内临底流速和出池流速均比其他方案低,结合下游的反坡护坦,间接抬高了下游水位,使得出池水流平顺,且结构简单,施工方便。     

跌坎消力池体型优化数值模拟

以某高水头大单宽流量的水电站为例,对不同体型参数的跌坎型消力池进行了一系列的数值模拟计算。在原体型设计的基础上,顺次改变出口反坡坡度、池长、进口跌坎坡度及高度,通过数值计算得出了各影响因素的变化对消力池内水力特性的影响,以此来确定最优消力池体型。由数值计算结果可得:消力池出口反坡不宜垂直;缩短消力池池长,冲击区时均压强略微减小,临底流速开始变化不大,当消力池池长缩短到一定程度时,临底流速明显增大;减小跌坎坡度,冲击区正向临底流速减小,但反向临底流速增大;降低消力池前半段高程,可使进口临底流速降低,但反坡段临底流速会有明显增大,建议不进行挖深工作;提高底板高程,时均压强减小,临底流速变化不大,考虑到挖方量,建议不降低底板高程。此研究成果可为类似工程设计提供参考和依据。