禹门河溢流堰水力学计算

禹门河利用潴城滞洪区滞洪,河道内水流有一部分通过溢流堰溢流的形式排进滞洪区,河道内下泄150 m3/s洪水,而多于150 m3/s的洪水要在溢流堰上溢走,溢流堰的高度和长度决定了溢流量。禹门河全程建设三段溢流堰,通过这三段堰的溢流,能保证每段堰下游河道150 m3/s的洪水。文中主要阐述每段溢流堰的长度和高度计算。     

L形溢流堰侧槽溢洪道水力设计与试验研究

为给工程提供优化的设计方案,对L形溢流堰侧槽溢洪道进行水力设计及水工模型试验。该文结合某水库除险加固设计中L形堰侧槽溢洪道水工模型试验成果,对L形堰侧槽溢洪道的泄流能力、水面线推求方法进行了计算,并进行对比分析。结果表明,L形溢流堰泄流能力,低水位时计算值较水工模型试验值偏小5%~10%,高水位时与试验结果基本一致;槽首淹没度计算值较模型试验值高18%左右,槽首淹没度为0.7左右时泄流能力与自由出流时的泄流能力相差不大,下游淹没度计算值与试验结果基本一致。水工模型试验与水力设计的对比分析,可为工程提供最佳的设计方案。     

河工模型试验水槽尾门控制系统设计研究

水槽是河工模型试验中不可缺少的设备。为提高试验水槽的自动控制水平，确保试验过程的准确性，通过研究尾门结构，分析尾门水位特性，采用拉格朗日插值运算和PID调节算法对栅板式尾门进行了设计研究，完成了试验水槽尾门控制系统的设计与开发，实现了尾门水位的自动控制，保证了尾门水位控制的快速性和稳定性（尾门水位控制重复误差小于1 mm）。该河工模型试验水槽尾门控制系统已在恒定流和非恒定流等多个河工模型试验中广泛应用。     

梯形溢流堰顶及孔口下游圆弧段的壁面作用压力

根据已得到的梯形溢流堰顶及孔口形状水力模型试验数据，对梯形溢流堰顶下游圆弧及孔口下游圆弧的压力特性进行了探讨。     

河工模型尾门水位控制系统的设计与研究

为了提高河工模型试验自动控制的水平,确保试验过程的精确性,自主开发了尾门水位控制系统。通过研究尾门结构,采用尾门水位的PID调节算法,结合拉格朗日插值方法,实现了尾门水位的自动控制。恒定流和非恒定流试验结果表明:该控制系统保证了尾门水位控制的快速性和稳定性;提高了试验精度,其尾门水位控制重复精度<1 mm;该系统可使河工模型研究试验的可重复性得到提高,且提高了试验效率,节约了试验成本。     

佛寺水库除险加固工程溢流堰泄流能力试验研究

按照水工模型试验相似准则,采用正态恒定流整体模型,建立佛寺水库除险加固工程溢流堰物理模型,模拟原型水力条件,观测不同库区静水位下溢流堰泄流量,建立静水位与泄流量关系曲线,对试验值与设计值进行对比分析,找出佛寺水库溢流堰泄流能力不足的原因,并提出解决方案。可为工程除险加固设计及后期运行调度提供技术支撑。     

台山发电厂一期工程1#、2#机组虹吸井水力试验研究

通过对台山发电厂一期工程1#、2#机组虹吸井的各种溢流堰堰型的过流能力及堰后水流流态的试验研究，对溢流堰堰型、堰上水头进行选择，优化虹吸井几何尺寸，求出堰顶作用水头H与过堰流量Q、下游水位Z的变化关系，提出工程量少、投资省、施工方便的虹吸井溢流堰布置方案，为电厂循环供水工程设计提供充分可靠的依据，对今后火力发电厂虹吸井溢流堰堰型的选择具有重要的参考价值。     

堰塞体溃决离心模型试验供水系统关键技术研究

堰塞体溃决洪水洪峰流量及洪水时程曲线特征的预测是堰塞湖应急抢险及下游风险控制方案制订的重要依据。堰塞体溃决的离心模型试验,在研究堰塞体溃决机理、溃决过程及溃决洪水的历时曲线特征方面独具优势,但离心模型试验供水系统的设计,涉及到从外部静止状态到高速旋转状态的模型中连续供水,同时还要保证堰塞体溃决过程中上游水位为设定的常水头,是堰塞体溃决离心模型试验中的关键性的一大难题。本文围绕以上难题,设计了一种环形水箱以解决从静态到动态模型的连续供水问题,通过理论分析,确定了环形水箱中可提前注入的最大水量。另外在试验箱设置了竖井式溢流口,可以排出高出设定常水头的水体,保证了上游水位的稳定。通过以上设计有效地解决了供水系统中的关键难题,并在后续堰塞体溃决离心模型试验中得到了验证。     

一种特定堰型的淹没出流流量计算经验公式研究

对特定堰型的淹没出流,因流量系数、侧收缩系数及淹没系数的不确定性,难以利用经验系数推算溢流堰的过流量。该文提出一种特定堰型下淹没出流流量推演的精确方法：基于物理模型试验数据,对堰上水头与堰下游相对水位进行相关分析,得到特定流量下其相关关系式;后以此关系式中的参数与流量进行二次相关分析,最终得到流量-堰上水头-堰下游相对水位的关系式。经试验验证表明,所得关系式精度较高,其分析方法可应用于类似的多因次相关分析中。     

河工模型试验目标水位突降时尾门水位的控制

针对河工模型试验过程中目标水位下降幅度过大时可能造成尾门开启过度、流速急剧增加,从而导致动床地形冲毁的现象,提出了一种尾门平稳过渡控制的方法。即在试验开始阶段,停止尾门调节器PID(proportion-integration-differentiation)控制模式,采用逐步开启尾门,直至模型水位接近目标水位后再自动转入PID调节模式。在试验过程中,目标水位降幅超过设定的正常幅度后,调节器自动将目标水位变化分解为按阶梯逐步下降的过程,阶梯的幅度和持续时间可以根据实际模型事先整定。将新方法应用到长江防洪模型供水系统,并嵌入到尾门PID调节系统中。试验表明采用这些方法后,能有效抑制目标水位降幅过大时造成尾门的超调,保证了尾门水位的平稳过渡,并且有效提高了尾门控制的平稳性和试验系统的可靠性;新方法使得水位调节平衡的时间有所增加,应根据模型的特性,选择适当的控制参数。     

溢流堰堰面曲线与反弧段连接点的求解法

考虑出流与下游的连接,溢流堰的尾部常设反弧段。不论采用哪种消能方式,溢流堰堰面曲线与反弧段的连接只出现有斜直段和无斜直段两种情况。当溢流堰较低,下游水位较高(采用底流消能不经济)而需要设置较高的挑     

螺滩水库溢流堰消能试验研究

通过螺滩水库溢流堰模型试验,验证溢流堰体型的合理性,分析了渲泄各特征频率洪水、下游流速及河床冲刷情况,提出了相应建议,为优化设计提供依据．     

新疆某工程表孔溢洪洞水工模型试验研究

通过建立表孔溢洪洞减压模型试验,在不同水位泄流条件下,对泄洪洞的进口段、竖井段的水流流态、动水压力、水流空化数进行观测分析,试验结果显示:进口为稳定的溢流堰自由泄流,进口及竖井水流流态较好,溢流堰跌坎及竖井环形掺气坎后均能形成稳定的掺气空腔;溢流堰面、竖井内的压力分布合理;水流空化数均满足规范要求,不会发生空化水流。     

阶梯式溢流堰水力特性研究

阶梯式溢流堰的体型设计直接影响其水力特性及下游消能设施的规模。结合凯乐塔水电站工程的水力学模型试验,选用3D紊流模型,采用VOF法对其阶梯式溢流堰流场进行了三维数值模拟,分析不同水力工况条件下坝面下泄水流水力参数,并与水力学模型试验所测数据进行对比分析。研究结果表明,合理布置阶梯式溢流面能减少过流流速,提高消能效果,缩短消力池长度。     

核电站排水跌落井的设计尺寸探讨

阐述了核电站排水跌落井的功能、作用及特点,通过水力模型试验对比了跌落井溢流堰的型式,推荐采用水流平顺、过流能力强的实用堰。首先通过水力学公式计算跌落井的设计值,再利用水力模型试验验证并优化设计值,总结了跌落井的堰上水位、长度、宽度的计算方法。     

拱坝坝顶差动坎消能的试验研究

三大峡水电站水工整体模型试验，通过试验研究，推荐采用差动坎方案，在溢流堰挑坎下游形成交汇水流，产生冲击水冠，使水舌纵向拉开，横向扩散，消能效果较为显著。     

乐昌峡水电站溢流坝溢流堰优化研究

乐昌峡水电站溢流坝属高水头、大流量泄水建筑物,溢流坝设置了5孔泄洪孔口,其溢流堰采用WES型曲线。水力模型试验表明,初设方案的溢流堰面出现了较大的负压值,不能满足设计规范的要求,堰面有可能会产生空蚀破坏。为此在分析溢流堰面产生负压原因的基础上,对溢流堰面体型进行修改和优化,结果明显降低了溢流堰面的负压值,有利于工程的安全运行。     

拱坝坝顶差动坎消能的试验研究

三大峡水电站水工整体模型试验，通过试验研究，推荐采用差动坎方案，在溢流堰挑坎下游形成交汇水流，产生冲击水冠，使水舌纵向拉开、横向扩散、消能效果较为显著。     

溢流槽对沉沙池溢流堰长度的影响分析研究

通过在沉沙池溢流堰区加设溢流槽对传统沉沙池进行了改进,以增加沉沙池溢流堰有效长度,降低出池水流含沙量;在模型试验基础上,分析了溢流槽对溢流堰长度的影响关系,得出了溢流槽长度与溢流堰水头之间的定量关系式,经实测资料验证,该关系式实测值和计算值符合较好,可以用于实际工程溢流槽的设计;为了验证理论分析和模型试验结果,开展了传统沉沙池和改进后沉沙池泥沙沉降的原型对比观测试验,结果表明:在沉沙池溢流堰区加设溢流槽后,沉沙池末端淤积泥沙中细颗粒所占比重大于传统沉沙池,同时末端水流含沙量明显小于传统沉沙池,充分说明溢流槽对提高沉沙池泥沙沉降效果的作用.     

底孔溢流堰设计与施工的几个关键技术探讨

本文探讨了浯溪口水利枢纽工程底孔溢流堰设计与施工中所采取几个的关键技术;其中基于物理模型试验进行底孔溢流堰设计。模型试验结果表明底孔溢流堰设计既能保证水流平顺,过流能力大,又能保证不出现导致堰面发生破坏的堰面负压。此外,底孔溢流堰施工通过采用倒弧面模板和混凝土分区等工程措施可保证堰体混凝土满足强度、抗冲、温控以及平整度等要求。这些技术可为类似工程溢流堰设计与施工提供重要参考。