正常运行水位大流量泄洪闸门调度方式研究

以某实际水库工程的连续尾坎中坝泄洪消能的闸孔优化调度运行为研究对象,运用flow-3d软件建立数学模型,并以物理模型水力学试验成果进行了验证,验证结果表明,数值模拟结果与试验成果基本吻合,准确度较好。根据本工程闸门调度运行的特点,拟定了在Q=900 m/s的大流量下,采用数值计算的方法,通过分析比较该流量下多闸孔闸门不同的组合开启方式下的堰面流态、挑距、坝下河道流速、河底压强四项要素及水流主流区域等水力特性,得出了多闸孔中坝连续尾坎消能的调度运行的水力学相关规律,结果表明:正常运行水位大流量(Q=900 m/s)调度运行时,相对4孔均开调度原则,5孔均开的调度原则堰面水流更稳定且消能效果较好,因此宜选择5孔均开即开启1—5号闸孔的消能调度方式。     

大藤峡水利枢纽泄洪消能布置演变与闸门调度

大藤峡水利枢纽泄水建筑物具有库水位变幅大、单宽流量大、尾水变幅大等水流特性和闸下水流拍打钢梁、推移质过坝的运行特点,消能形式选择限制因素多,消能问题非常复杂。对大藤峡水利枢纽二级逆坡分区消力池布置演变过程进行阐述,给出枢纽典型工况泄洪消能调度与闸门调度原则,可供类似工程参考。     

昆仑渠首引水枢纽水工模型试验分析

采用物理模型试验方法对昆仑渠首引水枢纽工程新增引水闸水力特性进行研究,包括不同工况条件下流速、流态以及泥沙冲淤分析,进而对其引水能力、引水角度、防沙效果及闸孔体型等进行优化,并提出改进措施。模型设计为动床正态泥沙模型,按重力准则设计,同时采用图蜡光滑混凝土降糙法以满足紊动阻力相似。结果表明：新建闸方案在引水角度、引流流态、排洪泄流以及来洪冲淤方面均有优越性,闸前过流宽度的收缩和闸后消力池的改建显著增加了昆仑渠首整体过流能力,收缩后河道流速的增大也使水流挟沙能力增强。本次试验的模型设计以及试验方法对相关悬板分层引水工程具有借鉴作用。     

江门市合山水闸水工模型试验

通过物理模型试验从东西闸孔上下游水流流态、泄流能力、流量分配比、消能防冲、岸坡稳定分析、闸孔运行调度等方面对合山水闸除险加固工程设计方案进行验证与优化,为设计与工程管理提供相关技术参数,也为类似工程的设计提供经验参考。     

地盘子水电站引水枢纽设计

地盘子水电站引水枢纽是位于典型山区型河流上的有坝引水口。引水械纽工程的总体布置和各建筑物的衔接存在许多困难。本文详细介绍了这些难点问题在地盘子电站引水枢纽设计中的解决办法,经水工模型试验证明各部分设计均较为合理,闸坝过水流态平稳、闸后消能充分、防沙冲沙效果也比较理想。     

新疆某水利枢纽工程泄洪闸水工模型试验研究

新疆某拦河引水枢纽工程等别为Ⅰ等大(1)型,泄洪闸规模为6孔闸,每孔净宽11m,通过水工模型试验对泄洪闸泄流能力、水流流态等水力特性的综合研究,提出可通过优化泄洪闸体型及加深加长下游消力池来增大消能率。结果可为工程设计提供参考。     

瓯飞一期围垦工程北1#闸消能试验研究

北1#闸位于瓯飞一期围垦工程瓯江侧为I等工程,其外海侧潮差大,运行工况复杂。而水闸本身属低水头、低佛汝德数消能,消能率不高,故消力池型式的优化设计对大闸安全显得尤为重要。通过1∶50整体水工模型详细研究了无翼墙二级消力池的布置型式,对闸下消能方案进行了比选,并从水流流态、闸下冲刷等方面综合考虑,提出了适合该工程的消能布置型式,试验表明该布置型式可以有效地解决闸下水深不足时的水流衔接问题。     

隧洞洞内消能设计与研究

九甸峡水利枢纽为引洮供水工程水源地,总干渠1#隧洞兼作渠首电站引水发电隧洞,输水流量变幅大。库水位变幅大,隧洞洞内将形成无压明流、半有压流、明满流过渡及有压流等不同的复杂变化流态型式,运行工况复杂多变。库水位和总干渠引水流量的较大变幅,以及所引起的复杂多变的运行工况,是研究解决的主要技术问题和技术关键,主要采用工程设计与技术方案确定,以及整体水工模型试验验证等方式进行。研究的重点是高水位下引取小流量,以及低水位下引取大流量工况的运行特性与要求。通过试验验证确定进水口、隧洞洞身及工作闸后消能段建筑物总体布置与体型;各部位不同工况水流形态与压力分布;隧洞洞身水力糙率与输水流量;消能建筑物型式与布置;水面波动消除设施;高流速段防冲减蚀措施等,可为同类工程设计借鉴。     

深孔泄洪闸后弯道水流特性试验与消能工优化

中小型水库增设深孔泄洪闸是其除险加固过程中提高水库防洪标准的重要工程措施。相比直道水流,深孔泄洪闸闸后弯道出流会出现一些特殊的水力现象,进而后续建筑的消能防冲问题更为复杂。基于实际工程,通过改变闸后弯道底坡来研究弯道水流的横向超高及流速变化,通过不同试验方案来研究水库下游的消能防冲问题。结果表明:调低弯道底坡可以减小弯道内水流超高;在消力池内增设辅助消能工和弯道调坡适当结合可以满足设计条件下对消能防冲的要求。深孔泄洪闸后弯道中部出现最大水流超高值,增大弯道曲率半径可有效降低水流横向超高并缓解弯道作用产生的冲击波。     

潮汐河网闸泵联合调度的水环境效应数值模拟

在已建立的西北江三角洲潮汐河网水量水质数学模型基础上,以COD为水质模拟因子,模拟分析了枯水期沙口、石啃的闸泵站联合调度引水情景下佛山水道的水质改善效果.计算结果表明:(1)上游沙口泵站引水对河道上、下游水质均有一定改善效果;(2)中游石啃泵站引水能明显改善下游水质,但由于其引水对佛山涌涌口以上河段的水流会造成明显的顶...     

顶山隧洞进出口水工模型试验研究

通过对顶山隧洞进出口水工模型试验研究,验证隧洞进出口各种工况下的水流流态和消力池的消能效果及水流对下游渠道可能产生的冲刷影响;试验测得隧洞进出口水流流态基本平稳,隧洞出口的消力池末端流速不大,不会对下游渠道产生大的冲刷破坏。     

多孔溢流坝水闸组合调度运行方式数值模拟研究

为了更好研究多孔溢流坝水闸组合调度运行方式,通过Flow-3d软件建立数学模型,模拟多孔溢流坝在同等流量下闸门不同开启方式下的流态、坝面压强、消能率。研究结果表明,同等流量下同时开启1~#2~#闸孔,相对坝面水流稳定且坝面不存在负压、消能率较大,为类似工程研究设计提供理论基础。     

中小型渠首工程消能工水流特性模型试验研究

中小型引水渠首工程由闸室、护坦、防冲槽等主体结构组成。通过模型试验,研究分析相同地质条件及同等边界条件下消能工的工作规律,掌握消能防冲槽在无抛石或有抛石工况下消能工的水流特性,为消能防冲工程设计提供参考依据。研究发现:防冲槽内,在无抛石或抛填任何均匀粒径的卵石时,总会存在一个过水流量Q_X使闸前至护坦末端的沿程流速基本呈正态分布且流速与流量正相关;当防冲槽内无抛石或抛填任何均匀或混合粒径的卵石时,都改变不了流速大小的分布规律。对于一个几何结构不变的消能工,消能防冲槽内无任何抛填物的工况下,其最佳消能能力是一个常数;当防冲槽内有抛填卵石时,任何流量都存在一个使其防冲槽消能效果最好的最佳粒径组合,在最佳粒径组合下的流速就是对下游破坏力最小的安全流速。     

西淝河闸站工程开孔导流墩整流试验研究

针对西淝河闸站工程在闸、站单独运行时存在的回旋和斜流问题,采用整体正态模型对闸站工程进行水工模型试验研究。在抽排水工况下,设计了不同导流墩长度,不同导流墩开孔尺寸包括开孔宽度、开孔间距、开孔高度等7种导流墩整流方案;其中对仅25 m长导流墩方案和导流墩最优开孔尺寸方案进行了自排工况下自排闸的过流流态及流速分布研究。通过对比各方案下导流墩侧回旋区面积大小及各孔流速均匀度,建议导流墩长25 m,开孔宽4.5 m,相邻的孔口间距6.25 m,开孔高度5 m。5#和6#流道中间加设1 m短隔墩的方案可减小泵站前池及闸前水流回旋区域,改善水流流态,提高各孔流速均匀度,为泵站机组及水闸运行提供良好的水力条件。试验研究结果可为闸站结合工程选择导流墩整流方案提供技术参考。     

东山水闸下游消能工出险初步分析和度汛研究

东山水闸于2013年汛期前期泄洪造成部分闸孔下游消能工遭受破坏,在出险闸孔下游消能工初步修复之后,水闸面临汛期度汛的问题。在水闸下游消能工出险原因初步分析的基础上,通过对枢纽电站运行的闸下游水位的分析和水闸下游消力池运行水力条件的计算,提出了水闸各类闸孔和闸门开度合理调度运行的度汛方案,得到了水闸调度运行的采用。研究成果可供类似工程运行参考。     

基于模型试验的导流墩对闸站合建工程通航水流条件的影响研究

闸站合建工程在闸行使通航功能时,导流墩附近出现回旋区、斜流等复杂水力现象,影响着船只通航安全性。采用物理模型试验方法对不同方案下的导流墩进行试验,并对试验结果进行分析。试验在自排工况下,设计了6种不同长度、不同开孔参数的导流墩方案对通航口门区水力特性进行研究。试验结果表明:方案4中导流墩适宜长度及开孔参数,可减小导流墩附近回旋区范围及墩头前斜流区,改善口门区水流流态,为通航提供了良好的水流条件,为类似闸站工程通航口门区整流方案提供参考。     

浙江乌牛新闸闸下三维水流冲刷数值模拟研究

低水头水闸往往具有较大的单宽流量,从而导致过闸水流能量较为集中。经消能工消能后,闸下水流紊动仍较剧烈,具有非常复杂的三维特性,致使常规数学模型较难直观反映实际的闸下水动力及泥沙冲刷状况。采用Flow-3D三维数值模拟软件对浙江乌牛新闸的水动力及闸下冲刷情况进行了模拟,并结合水工物理模型试验成果,对水流流态、流速分布、水面线以及冲刷成果等进行了对比分析,结果吻合较好。证明该软件对低水头闸下三维水流数值模拟和冲刷研究具有较好的适用性,可为今后的研究工作提供技术平台。     

南水北调西线阿安引水隧洞水力学试验研究

南水北调西线阿安引水隧洞具有水头高、流速急、定流量、变闸门开度、水位变幅大等特点,借助于水工模型试验对输水洞在不同工况运用下的水流流态、泄流能力、压力特性及关键部位的空化特性、闸门区水流特性、消能工体型等进行了较系统的研究、分析,并对洞内消能工体型进行优化。在工作闸门区突扩跌坎处,选择合适的体型并严格控制表面不平整度,可达到防止或减小空化的目的。     

多级孔板消能系数问题探讨

本文论述了高速水流,经过多级孔板孔口发生突然收缩与扩散,消杀巨大能量的消能机理。消能效果可用消能系数K来表示。通过试验找到了影响孔板消能的因素主要有:反映流动状态的雷诺数、孔板孔口与管道直径比(即孔径比)、孔板之间距离即扩散室长度、孔板锐缘形状、孔板级数以及不同孔径比不同形状孔板的组合及排列顺序等。文中着重分析了以上诸因素与无量纲消能系数之间的关系,并指出:管道中水流若处于充分紊流状态,便可忽略雷诺数对K的影响;孔径比为0.7左右为佳;孔板间距取决于水流恢复长度;孔板锐缘以刀口朝上半径小者消能率高;不同级数、不同形状和孔径比的孔板,排列组合顺序不同时对K值有影响。     

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。