疏勒河青羊沟水电站枢纽挑流消能鼻坎设计与优化

青羊沟水电站枢纽采用挑流消能设计,枢纽布置为3孔泄洪表孔和1孔泄洪冲沙表孔。枢纽下游河床非常狭窄,宽度仅为20余m,消能防冲设计难度大,对挑流鼻坎在不同流量下的水力性能要求很高。原设计采用宽尾墩结合扭曲式鼻坎消能,左右表孔出口水流对两岸坡脚有直接冲刷,且对下游河道的冲刷深度较大。针对原设计水流冲刷两岸及冲深较大的问题,结合枢纽水工模型试验,优化了鼻坎体型,使挑坎结构布置安全、合理,并满足运行要求。     

民乐河水库溢洪道挑流鼻坎体型优化试验研究

部分河岸式溢洪道出口河道狭窄、曲折,岸坡陡峻,河床基础抗冲能力较差,采用挑流消能时挑射水流会砸落淘刷护坦、挑流鼻坎基础,危及下游岸坡稳定安全。为验证泄洪挑射水流形态及其对河床、岸坡的冲刷影响,以民乐河水库工程为例,通过水工模型试验进行分析并对挑流鼻坎体型进行优化。试验结果表明,溢洪道挑流鼻坎采用斜切坎配合折流器体型能有效改善挑射水流流态,对下游河床、岸坡的冲刷影响较小,可确保工程安全运行。     

高水头水电站泄洪洞出口挑流鼻坎体型研究

某高水头水电站泄洪洞出口挑流鼻坎，原设计方案采用双边对称扩散形式，经试验验证下泄水流对下游河床右岸有较严重的冲刷影响。本文在理论计算的基础上，结合多方案的水工模型试验，对泄洪洞挑坎体型进行了改进优化，达到了消能防冲的目的。试验成果表明，高水头电站泄洪消能工的布置及体型设计，应根据当地地质条件、下游河道走势、抗雾化能力等因素而变化，通过模型试验是必要的。     

龙抬头式泄洪洞体型设计与泄洪消能问题研究

结合某枢纽工程龙抬头式泄洪洞(由导流洞改建)渥奇曲线段体型设计与出口泄洪消能问题,以及对收集到的国内已建龙抬头式泄洪洞工程实例进行综合分析,认为该工程龙抬头渥奇曲线段体型设计合理,满足防蚀要求。同时通过试验研究提出了一种结构简单、施工方便的综合式消能工,从而较圆满的解决了该工程导泄"二合一"隧洞出口消能工体型选择及泄洪消能问题。更多还原     

龙开口水电站挑坎体型优化试验研究

龙开口水电站有泄流量大、主河床狭窄等特点,对于这类工程泄洪消能尤为重要.为了解决水工模型第一试验阶段挑流消能不充分、闸墩出口流态紊乱的问题,进行了溢流坝段的水工单体模型试验,对连续坎、差动坎、窄缝坎以及差动坎和舌形坎、窄缝坎和舌形坎、窄缝坎和连续坎的结合运用等多个挑坎体型进行了冲刷试验,从而选择适用于龙开口水电站这类泄流量大、主河床狭窄电站的溢流堰挑流鼻坎形式.     

吉林台一级水电站深孔泄洪洞体型方案试验

吉林台一级水电站深孔泄洪洞,原设计方案采用弧门处不作突扩跌坎,并取消出口斜洞段的泄洪建筑物布置体型方案。本试验以原方案为基础,通过水工模型试验,重点就深孔泄洪洞有压洞出口弧门处,采用突扩跌坎形式的泄洪系统最终方案,进行了试验验证和局部体型优化。通过对试验成果分析和多方咨询论证,深孔泄洪洞最终仍采用有压洞出口突扩跌坎形式,并对深孔泄洪洞主要设计体型方案、试验结果作了论述,并针对存在的问题提出了相应的最终方案。该方案具有体型简单、起挑水位低、水舌落点位置合理、对河床冲刷程度轻的优点。     

满拉水利枢纽泄洪洞工程布置

满拉水利枢纽泄洪系统采用侧槽式进口泄洪洞，布置在右岸山体中，主要由进水渠、侧槽、无压泄水隧洞及挑流坎组成。为适应高山峡谷地形，避免大开挖，侧槽式进口采用无闸门自由溢流，以适应冰川湖溃决的突发性；泄洪洞斜坡段设置的两道掺气坎避免了气蚀破坏；出口消能采用平面扩散挑流消能，减轻了对下游的冲刷。     

泄洪洞扭曲型挑坎数值模拟应用

为探究验证泄洪消能工扭曲型挑坎的可行性和合理性,以红岩河水库右岸泄洪洞末端扭曲型挑坎为例,采用标准k-ε湍流模型和VOF多相流模型对扭曲型挑坎进行水气两相流三维数值模拟。研究结果表明计算域的整体流态及水面线高程与水工模型试验数据吻合良好,计算误差较小;挑距挑高及冲刷坑深度数据均显示挑坎布置合理,运行安全;下游冲刷趋势与流速紊动能分布均显示消能充分,水流顺利归河。为后期使用数值模拟的研究方法对大交角狭窄河道情况及挑流鼻坎型式的优化设计提供了参考和借鉴。     

基于正交设计的扭曲鼻坎体型优化试验研究

挑坎体型对水舌形态和下游河床冲刷至关重要,基于水工模型试验,利用正交试验设计对纳子峡工程泄洪洞扭曲鼻坎体型进行优化研究。采用极差分析和方差分析,选取最大冲坑深度、冲刷最低点到边坡的距离、左侧挑距、右侧挑距和水舌宽度作为评价指标对扭曲鼻坎左侧边墙向右偏移距离、右侧边墙向右偏移距离、鼻坎扭曲程度系数3个因素进行计算,分析各因素对评价指标的敏感性,以确立扭曲鼻坎的最优体型。结果表明,各水力学特性指标对左侧边墙向右岸的偏移量的变化更敏感,其余因素对扭曲挑坎的消能效果影响较小,通过正交设计分析所得的最优体型,其水力特性指标均明显优于其他方案,所得成果可为实际工程扭曲鼻坎体型的设计提供依据。     

水布垭工程电站尾水削波减淤模型试验研究

水布垭工程电站尾水紧临消能区的下游 ,泄洪期尾水出口的波浪较大 ,尾水口门区在小流量泄洪条件下 ,落淤较为严重。经 1/ 10 0水工模型试验的多方案研究 ,提出了溢洪道采用阶梯式窄缝挑流鼻坎的泄洪消能型式。由于该体型较好地适应了消能区河弯地形且顺应河势以及有效地利用了空中消能和河道拐弯处的水体消能 ,收到了冲刷高程抬高、波浪降低的良好效果 ,为此 ,该体型已被设计所采用。     

碾压薄拱坝泄洪消能布置优化设计

针对云龙河三级水电站初步设计审查咨询意见及消能区地形地质特点,对其泄洪消能布置进行优化设计研究,将原初步设计坝顶表孔跌流鼻坎改为挑、跌流结合形式,实现各孔水流在纵向上分层入水,减小了下游消能区入水单宽流量,从而将原初步设计坝下人工混凝土水垫塘方案改为天然水垫塘消能方案。泄洪消能优化设计方案较好地解决了深窄河谷高落差泄洪消能布置困难的问题,能确保大坝的安全且节约较多工程投资,可供同类工程借鉴。     

燕尾型挑坎在李家岩水库溢洪道中的应用

针对李家岩水库下游消能防冲问题,通过1∶30水工模型试验对比了传统连续坎和新型燕尾型挑坎下游挑射水舌特性及河道冲刷形态。试验结果表明:燕尾型挑坎对上游来流的适应性好,起挑流量要求更小。燕尾坎体型下挑射水舌底缘偏离底板程度随单宽泄量的增加而增大,造成近端挑距越小。燕尾型挑坎相比连续坎水舌的横向扩散明显减弱,且沿水流方向充分拉伸,整个水舌落点范围呈狭长型,从而避免了对狭窄型水垫塘或河道两侧岸坡的冲刷,燕尾型挑坎更加适用于狭窄型河谷。燕尾坎体型下挑射水舌的落水范围总体相比连续坎得到伸展,有效减小了入水单宽流量,下游河道的水体波动及冲刷均有所减弱。在试验和类似工程的基础上总结得出了燕尾型挑坎的体型设计原则,相关研究成果可供其他工程参考。     

糯扎渡水电站水力设计关键技术研究

糯扎渡水电站枢纽工程由心墙堆石坝、溢洪道、泄洪隧洞及引水发电系统组成;总泄洪功率高达66940MW;溢洪道最大泄洪流量高达31318m3/s,泄洪最大水头182m,泄洪功率达55860MW,采用了预挖消力塘的消能方案;泄洪隧洞工作水头达120m,采用双孔合一的闸门布置形式,高水头大流量的泄洪消能问题十分突出;尾水隧洞和导流隧洞结合,尾水调压井直径达33m,水力设计复杂;通过计算分析和水工模型试验研究,较好地解决了堆石坝枢纽工程中溢洪道、泄洪隧洞的掺气减蚀、消力塘护岸不护底等水力设计难题,并将运用于工程实践。     

曲线型重力坝下游消能试验研究

某水利枢纽的溢流坝为曲线型重力坝，由两边各２孔（高挑坎）和中间４孔（低挑坎）组成。选取了两种不同粒径的散粒体模拟基岩研究下游消能，试验测了水舌入水形态和相关的一些水力学参数，试验结果表明，该工程坝的基础、右侧电厂和尾水渠导墙未受到冲刷破坏，溢流坝的泄流能力满足设计要求。     

我国高坝泄洪消能新技术的研究和创新

60年来,特别是改革开放30多年来,我国的水利水电建设事业得到飞速发展,建成和在建一大批具有世界级水平的大型水利枢纽,为了满足工程建设的迫切需要,向设计提供技术先进、安全可靠的泄洪消能方案,促使我国在高水头大流量泄洪消能技术和高速水流的研究方面达到世界领先水平。本文重点评述我国在高水头、大流量泄水建筑物泄洪消能方面所取得的一些重要研究成果,包括宽尾墩联合消能工、窄缝挑坎消能工、高拱坝水垫塘消能、内消能工和高水头泄洪隧洞掺气减蚀等若干新的研究成果。     

杂木寺水电站水工及泥沙模型试验研究

针对杂木寺水电站枢纽布置、泄水建筑物进口及消能工的体型优化、库区拉沙以及下游河道的消能防冲等问题进行了41个方案的试验研究和论证分析，通过在电站进口加设导沙坎、在泄洪冲沙闸末端加设小挑坎以及在消力池右边墙出口段加设导流墩等措施，较好地解决了库区拉沙问题及枢纽的泄洪消能问题。提出的推荐方案具有体型简单，易于施工，操作灵活、工程量小、下游河道冲刷较浅等优点，达到了泄洪消能试验的目的，满足了设计要求，并被应用于工程设计中。     

无中隔墩卧底式窄缝差动挑坎的设计研究

针对目前在多孔河岸式溢洪道上采用窄缝挑坎消能工，都是沿闸墩用长墩隔开，至出口段将墩体升高加厚、急剧收缩成窄缝的结构形式。全程隔墩混凝土用量大，加上强大侧向水压力荷载等影响到工程投资、结构安全与泄洪运行管理问题。该设计提出省去泄槽中部的长隔墩，只在溢洪道出口连续挑坎下部加入“卧底式窄缝”，借以实现继续应用收缩式消能工。经模型试验表明：通过“分段连续坎”与“窄缝”的差动作用，出射水舌抛射呈十、廿、卅字形，加大入水面积和碰撞机率，消能效果良好，并方便人为控制水舌落点。在水电工程中有扩大应用潜力。     

三江口水利枢纽工程泄洪消能试验研究

三江口水利枢纽大坝为混凝土薄拱坝，最大泄量为7534m^3／s，泄洪消能问题十分突出。通过1：80的水工整体模型试验对泄洪表孔的布置进行了深入的试验研究，不仅较好地解决了泄洪消能问题、简化了结构布置，并节省了工程量，而且在鼻坎末端采用了偏流扩散装置，改善了流态，也改善了冲坑形态，比蔺汉口坝顶表孔的布置又前进了一步。