三峡船闸设计中的关键技术问题是如何解决的(上)--船闸技术的新发展

三峡双线五级船闸是目前世界上工程规模最大、设计总水头和级间水头最高的船闸,工程的技术要求高、难度大、运行工况多,船闸设计中一系列关键技术问题的研究和解决,使我国船闸设计的技术有了新的发展。     

低压孔口式滴灌管出流规律试验分析

在0.25～5 m的水头下对孔口式滴灌管的出流规律进行了试验分析。结果表明：试验条件下孔口式滴灌管的出流均为紊流式出流,孔口流量随孔径增大而增大,增幅随管径的增大而增大。在相同的工作压力下,0.6 mm孔径滴灌管,孔距33 cm的孔口流量大于孔距100 cm的;0.9、1.2 mm孔径滴灌管,孔距100 cm的孔口流量大于孔距33 cm的,孔距50 cm的孔口流量均最小。测试滴灌管灌水均匀度随工作水头有2种变化关系：一种是灌水均匀度随工作水头的增大而增大;另一种是灌水均匀度随工作水头的增大先增大后减小。当滴灌管处理与试验条件相似时,工作水头宜控制在1～2.5 m。     

有压隧洞中各类建筑物水头损失分析研究

在水利枢纽工程中,合理设计有压隧洞体型对减少水头损失,提高泄流能力有着非常重要的意义。通过某工程有压导流泄洪洞实例设计计算并结合水工模型试验,对导流泄洪洞中各部位建筑物的水头损失进行研究,列出各类局部建筑物的水头损失所占比重,其研究结果可供工程设计人员在类似工程设计中参考。     

红花水电站泄水建筑物布置分区及下游消能设计

在水利水电工程消能设计中，对大流量低水头枢纽往往不够重视。在实际工程中，由此而造成的破坏比比皆是，大流量低水头枢纽的消能设计，往往也是控制枢纽布置的关键。在珠江流域中下游地区，低水头枢纽消能工被破坏的情况并不少见，且以消力池底板和护坦的冲刷破坏为多，有些甚至严重威胁建筑物安全。根据广西红花水电站的总体布置，从泄水建筑物布置和消能方式，结合水工模型试验成果，对泄水闸设计中的消能防冲问题进行探讨。     

靖宇县福生水电站泄水建筑物设计

福生水电站为径流式水电站,其特点是水头小,洪峰流量大.设计充分利用主河床地形布置泄水建筑物,增大洪水泄流,减小挡水建筑物高度和减少库区淹没,达到利于施工导流、缩短工期和降低工程投资的目的.泄水建筑物主要有82.50m自由溢流坝、17孔翻板门泄水闸和2孔冲沙闸.     

基于孔口出流原理的新型配水节流器配水特性

基于流体力学中的孔口出流原理,设计了一种与节水农业灌溉装置配套使用的新型配水节流器。采用理论分析和模型试验相结合的方法,以孔口开度、工作水头、配水流量为因子,对该配水节流器的配水特性进行了研究。研究表明:不同配水节流器孔口开度下,配水流量随工作水头的增大而增大,且呈乘幂关系;在相同水头情况下,配水流量仅与孔口开度有关。这样就可以通过控制开度调节配水流量,精确控制灌溉水量,从而达到节水灌溉的目的,同时也非常方便田间操作。     

三峡工程永久通航建筑物的设计与研究

三峡工程永久通航建筑物布置在枢纽左岸，由双线五级连续梯级船闸和单线一级垂直升船机组成，设计总水头１１３ｍ。双线五级连续梯级船闸和单线一级升船均为上前世界上规模最大的通航的。根据三峡工程通航建筑物需克服的水头巨大、通航设计标准要求高等特点，设计中重点对通航建筑物上，下游引航道泥沙淤积及通航水流条件，输水系统阀门水力学、船闸高边坡岩体稳定变形及衬砌式船闸结构等关键性重大技术问题进行了深入广泛的研究论证     

国内外泄洪消能建筑物设计综述

通过收集国内外泄洪消能建筑物设计及运行资料,总结了泄洪规模分配、泄洪设施选择、工作闸门最大运行水头、生态流量及水库安全放空设施选择、消能防冲设计、泄洪消能建筑物破坏修复等方面经验,可以为设计工作者提供一定借鉴作用。     

三峡工程永久船闸水工建筑物设计研究

三峡工程永久船闸为双线连续５级梯级船闸，设计总水头１１３ｍ，闸室有效尺寸为２８０ｍ×３４ｍ×５ｍ，可通过万吨级船队，单向年通过能力达５０００万ｔ。永久船闸水头高，规模大，超过目前世界水平，成功为三峡工程技术难度突出单项工程之一。论述了船闸水工建筑物总体布置，重点总结了船闸中隔墩结构，衬砌式闸首及闸室结构等关键性水平的有关研究和设计成果。     

大七孔电站工程总体布置

大七孔电站是在强岩溶地区建设的我省装置立轴混流式水轮发电机组水头最高的引水式电站 ,设计中充分考虑合理利用岩溶地貌及地质构造特点 ,布置拦河坝及引水发电系统 ,枢纽布置紧凑 ,工程造价低     

基于HYDRUS的微润灌溉线源入渗数值模拟

为探究微润灌溉在沙壤土中的入渗规律,以非饱和土壤水分运动理论为基础,建立1.0、1.5、2.0 m三种水头下微润灌溉土壤水分运动的数学模型。利用HYDRUS(2D/3D)软件对模型进行求解,求解结果表明:微润灌溉入渗流量随水头的增大而增大;湿润体沿渗灌管呈圆柱形分布,相同灌水时间下,湿润体大小随水头的增大而增大,湿润锋运移速率在灌水48 h内迅速减小,之后逐渐趋于稳定;含水率等值线为以渗灌管为中心的同心圆,平均含水率随水头的增大而增大,灌水均匀度随水头的增大而减小。为了验证软件模拟的精确性,将田间试验结果与模型模拟值进行对比,结果表明:模拟值与实测值无显著性差异,两者具有较好的一致性,说明HYDRUS软件可用于模拟微润灌溉条件下土壤水分运动及设计地下线源入渗灌水策略。     

白莲崖水库泄洪建筑物优化布置试验研究

白莲崖水库是安徽省首座超百米的碾压混凝土高坝,枢纽布置采用中底孔联合泄洪,泄洪建筑物具有工作水头高、相互干扰等特点,设计难度较大.文中介绍白莲崖水库整体模型试验、减压试验、掺气减蚀试验前后近十年研究工作的主要成果和泄洪建筑物平面布置、体型细部尺寸优化的过程.     

低水头径流电站枢纽建筑物设计的几点体会

该文根据河床式低水头径流电站枢纽主要建筑物设计的特点,对影响工程安全、造价及效益较大的拦河水闸规模、消能防冲、建基面和厂房布置的设计需注意的问题,提出了几点体会,希望与广大工程设计人员一起探讨。     

高拱坝泄洪方式的分类及坝身泄水建筑物的设计水平

从建立高拱坝坝身泄洪建筑物优化数学模型的目的出发 ,提出了高拱坝坝身泄洪方式的分类方法 ,即以泄洪流量与水头的关系来划分表、中孔 ,以孔口所处位置及其功能来划分中孔、深孔和底孔 .通过对已有工程的资料分析 ,指出了当前高拱坝坝身泄洪建筑物的设计水平 ,如孔口的泄流量、水头、高度、宽度以及闸门的承载力等 ,并提出了高拱坝泄洪表孔和中、深孔弧形闸门的合理宽高比的范围 .     

低水头微喷带喷洒均匀度试验研究

为分析在低水头(1~5 m)条件下工作水头和铺设长度对微喷带喷洒均匀度的影响,以国内常见的N45(折叠带宽45 mm)单列斜5孔微喷带为研究对象,截取不同长度(20、40 m)的试样,分析水量分布特征,采用克里斯琴森均匀系数评价喷洒均匀度。结果表明:N45微喷带在小于3 m工作水头下,管带铺设长度不宜超过20 m;在3~5 m工作水头下,铺设长度不宜超过40 m。铺设长度一定时,通过增大工作水头可以提高喷洒均匀度;工作水头一定时,通过减小铺设长度可以提高喷洒均匀度。     

南水北调中线工程输水渠道桥梁水头损失影响分析

南水北调中线工程是长距离的跨流域调水工程，总干渠全长约1200km，沿线的公路桥、排洪槽等共764座。在该工程可行性审查及论证中，有专家认为如此多的桥会引起累积9～10m的水头损失而影响工程的设计水位。针对此问题，采用数值模拟的方法进行了一定的分析。通过水力学模型计算，每座桥的水头损失约为0．019m。而全线764座桥引起的累积壅水，在陶岔渠首只有0．44m的水头差。因此多桥引起的累积水头损失，不能简单地用单桥的水头损失进行累加。     

猴山水库泄水建筑物布置及设计综述

文章结合猴山水库水文地质条件,通过比选泄水建筑物型式、效能型式和溢流坝规模,科学设计泄水建筑物布置方案,并分析了溢流坝段布置、定型设计水头计算、堰面曲线、效能挑流鼻坎反弧半径等内容,为泄水建筑物布置方案优化设计提供一定参考.     

虹吸式进水口流道体型设计

虹吸式进水口流道体型设计应使其总水头损失系数最小,而不是减小各子流段的流速。着重讨论圆管型流道的体型优化。圆管型流道在水力学、施工、压力管充水后顶腔体积以及抗屈稳定性等方面均优于偏矩形截面流道。拟定了替代的进水口体型方案,以期使虹吸进水口的水头损失小于闸门式进水口、但有待模试验证。图7幅。表2个。     

模袋浮板对管道冲刷的防护效果分析

为验证将新型冲刷防护装置“模袋浮板”运用于管道冲刷的防护效果,建立了主流-渗流耦合模型,模拟单向流作用下管道附近的主流场和渗流场,验证了模袋浮板装置的有效性,研究了模袋浮板装置各设计参数对防护效果的影响。模拟结果显示,安装在管道上游的模袋浮板能显著降低管道附近的水流流速,降低土体中的渗流水头梯度,使管道受到有效保护。土体中的渗流水头梯度随浮板倾角的增大而减小,随悬空高度比的增大而增大,随浮板高度的增大而减小。渗流水头梯度与模袋浮板的有效高度呈非线性负相关关系,当有效高度超过临界值时,管道下方出现与主流方向相反的渗流。     

三峡工程水轮发电机组若干技术问题

长江三峡水电站是世界上在建的最大水电站。电站水头变幅大，汛期低水头运行，枯期高水头运行持续时间长。三峡要组的参数选择除应满足低水头时多发需要外，还应保证水轮机在高水头时稳定运行，为此对如何合理地确定水轮机设计水头和适当增大发电机容量以改善运行稳定性问题进行论述，并对机组结构型式和发电机冷却方式也作了分析研究。