大岩子水库消力池试验优化设计研究

大岩子水库消力池体型物理模型试验发现其长度和高度无法满足运行要求,对消力池体型进行了模型试验研究,经4次模型修改实验,结果认为,消力池长度50 m,尾坎高度6 m,可满足校核和设计工况下消能和水面线要求,说明调整后的溢洪道体型合理,为类似工程提供借鉴。     

太山里水库台阶式溢洪道消能规律分析

以郴州市北湖区鲁塘镇东南侧太山里村境内的太山里水库为例,基于水库运行实际设计出台阶式溢洪道试验模型,并对不同水力条件下水流流态和消能特性进行了试验模拟。结果表明,过渡水流所产生的较强冲击波对溢洪道台阶受力十分不利,必须加强设计控制,但就水流流态试验过程的完整观察得出,台阶水面流态较为破碎,不同台阶高度下水面也均位于台阶边墙高度内,并无大量飞溅现象;对于小流量而言台阶式溢洪道消能率可达90%以上,消能效果明显,在太山里水库运行中较为适用。     

江西大塅水库新增溢洪道水工模型试验研究

通过1∶40水工整体模型试验,研究了大塅水库新建溢洪道的泄流能力、水流流态、压力特性、水面线及下泄水流的消能防冲效果等。试验发现溢流堰面出现了较大负压,通过对溢流堰、溢洪道进口段喇叭形边墙、泄槽过渡段、泄槽渐变段以及挑流鼻坎等体型参数的优化,提出了能基本满足设计综合要求的优化布置方案,其试验研究成果可供相关工程参考。     

某水库阶梯溢洪道水力特性研究

采用标准k-ε双方程紊流模型,结合VOF法,对某水库阶梯溢洪道的水面线、流速、底板压强等水力特性进行了数值模拟,部分计算结果与1∶30比尺水工模型试验的结果进行了对比验证。结果表明:单宽流量较大时阶梯段水流为滑移水流流态,阶梯段水面较稳定;消力池内为淹没水跃,水面波动剧烈。台阶水平面外缘的压强明显大于内侧,各个台阶的压强分布规律一致,阶梯加消力池联合消能的效果显著,可供类似工程参考。相关水力参数的数值计算值和试验结果吻合良好,三维紊流数值计算可以获得流场的详细信息,表明采用上述紊流模型来计算阶梯溢洪道的流场是可行的。     

岸边溢洪道水工模型试验与设计优化

笔者以江西四方井水利枢纽溢洪道为例,通过整体水工模型试验,研究溢洪道泄流能力、水流流态、沿程水深、时均压强及消能效果等;通过优化进水渠形式,调整宽顶堰为WES实用堰,同时增加消力池长度等措施,提出了优化布置方案.结果表明:原方案溢洪道泄流能力不足,控制段流态紊乱、消力池长度偏短;优化方案泄流能力满足设计要求,能够保证各...     

某水库岸边溢洪道体型优化试验研究

结合某中低水头水库工程的岸边溢洪道,以水流流态衔接、减小消力池规模为控制指标,采用物理模型试验比较了采用"光滑溢洪道+底流消力池"与"前置掺气坎式阶梯溢洪道+底流消力池"两种消能方案的优劣,对不同布置方案在不同运行工况下的水流流态、入池流速与消能率等水力学指标进行详细对比分析。研究成果表明:采用前置掺气坎式阶梯溢洪道后,消力池长度能缩短57.1%,入池流速减小最大达51.18%,综合消能率大于84%。同时,前置掺气坎式阶梯溢洪道使阶梯泄槽内掺气更充分,继而可减小发生空蚀破坏的可能性。研究成果可为类似工程设计提供一定的参考。     

阶梯溢流坝与二级消力池联合消能体型研究

阶梯溢流坝以其较高的消能率被广泛用于工程中,但对其深入的研究尚少。通过数值模拟计算结合模型试验的方法,研究溢流坝的过渡台阶组合以及两级消力池入池体型对于溢流坝流速、流态、消能率等水力特性的影响表明:过渡台阶组合与消力池入池体型对整体消能率影响较小,阶梯溢流坝入流端采用小尺寸逐渐过渡到均匀尺寸台阶的组合能有效调整入池流态,消力池入池端采用斜坡代替台阶调整入池下跌水流角度,可减少对于消力池底板的冲刷,证明采用入池斜坡的阶梯溢流坝与二级消力池联合消能具有良好的消能效果。     

大湾水电站中低水头溢洪道消力池体型研究

礼社江大湾水电站坝前雍水不高,而下泄流量较大,通过模型试验对依据水力学计算成果设计的溢洪道体型进行研究,其成果表明,中低水头作用下溢洪道泄洪消能时,泄流能力与理论计算值一致,但水流在消力池内不发生水跃消能而直接进入下游河道使得消力池未发生作用。通过不同消力池设计方案的模型试验研究,采用闸室后扩宽消力池宽度,将消力池断面体型设计为直边墙和带马道的斜边墙时具有良好的消能效果和经济优势。     

基于高士沟水库溢洪道工程复核及加固设计探析

由于高土沟水库溢洪道底板剥蚀、破损严重,陡槽段边墙局部不满足挡水要求,消力池深度,不能满足消能要求,尾水渠段冲淘严重,故需对溢洪道工程复核及加固设计,以此来保证发挥溢洪道的正常作用。     

交错有坎台阶式溢洪道消能特性的数值分析

在台阶式溢洪道上布置上下交错的消力坎,在台阶面形成较小的消力池,通过增加水流的掺气量,达到改善水流形态,增加消能效果的目的.交错有坎式溢洪道可降低空蚀对台阶面的破坏,能够有效的减缓水流对下游河道的冲刷,达到消能防冲的目的.本文通过对不同体型的有坎台阶式溢洪道进行数值模拟,分析不同工况下的消能率、紊动能与紊动耗散率,得出最优体型,为同类型工程的改扩建提供一定的思路.     

糙条新体型水力特性数值模拟与试验研究

以往的溢洪道弯段消能导流措施多适用于宽深比(溢洪道宽度与平均水深之比)较小的弯道,对于宽深比较大的弯段溢洪道消能导流问题研究较少。结合新疆"635"溢洪道整治工程,在一般工程措施解决弯段溢洪道横向环流的基础上,提出糙条辅助消能工的新体型。为深入探究糙条的水力特性及导流机理,通过模型试验结合数值模拟的研究方法;基于RNG k-ε湍流模型对弯段溢洪道7种工况进行数值模拟计算,并与试验结果对比研究。结果表明:针对大宽深比弯段溢洪道的消能导流问题,糙条新体型有传统辅助消能工无法取代的优势,且在解决弯道环流、降低水面横比降、缩短下游调整段距离的同时,水面流态依然较传统型消能工优越。     

软基上大规模溢洪道消能防冲加固设计研究

岳城水库溢洪道消能工采用三级消力池底流消能方式布置,溢洪道修建在第三纪粘土和砂壤土组成的软基上,且具有规模大、标准高、泄流能力强等特点,这给消能防冲设施工效及安全提出了高标准要求。溢洪道现状存在泄槽边墙高度不足、下游消能设施不完善等安全隐患,参考岳城水库安全鉴定的评价结论,提出了溢洪道"边墙加高+左堤固坡+下游防冲设施加固"的综合方案,水力学计算和物理模型试验成果表明,加固后的溢洪道消能防冲设施工程效果显著。     

甘河子坝溢洪道流场特性数值模拟研究

为探究甘河子坝溢洪道流场内部特性,基于现有甘河子坝体溢洪道结构,采用CFD仿真模拟手段对其进行机理探究。研究分析溢洪道沿程水速、水压及空化等水力指标,结果表明：现有甘河子坝体溢洪道的泄流能力满足校核洪水的泄洪要求。坝面水面线光滑,沿程下降,水深及水流流态满足泄洪要求;溢洪道断面水流空化数大于初生空蚀数,理论上不会发生空蚀破坏。但考虑最小空化数与初生空蚀数较接近,为安全起见,建议泄槽边墙及底板的混凝土应选用较高的标号,在甘河子坝的溢洪道的恰当位置处开设掺气槽,从而降低因空蚀作用而导致的破坏性风险;挑流段反弧半径、挑角等设计合理,但考虑到校核洪水位闸门全开时,挑流末端流速较大,挑距较远,可能冲击河道对岸防洪堤,影响堤防安全。因此建议将光滑溢洪道修改为阶梯溢洪道,并将挑流消能改为底流消能,采用阶梯+消力池联合式消能工,提高消能率。该研究可为优化设计现有甘河子坝溢洪道提供借鉴与参考。     

巴基斯坦卡洛特水电站导流洞水工模型试验研究

为了研究巴基斯坦卡洛特水电站导流洞的泄流能力、水流流态及出口消力池消能效果，同时验证导流洞设计的合理性，运用导流洞水工模型试验，模拟了各种工况下导流洞进出口水流形态、流速分布等。试验结果表明：模型泄流能力值与计算值一致，进出口水流较平顺，洞身段均未出现负压，经过消力池后河床底部流速值显著降低。研究成果证明了导流洞各段体型设计合理有效，消力池消能效果显著。     

小石峡水电站表孔溢洪道模型试验研究

通过对新疆小石峡水电站表孔溢洪道的模型试验研究,优化了溢洪道进口段,改善了进口流态;提出在溢洪道消力池内布设趾墩-消力墩-尾坎的修改方案,试验结果表明,修改方案有效的改善了池内水流流态,同时缩短了池长、降低了池深,提高了消能效果,并且消力池内各项水力指标满足设计要求.试验成果对于工程设计具有借鉴意义.     

徐家河水库溢洪道除险加固工程消能防冲效果试验优化研究

通过1：50水力学整体模型,针对孝感徐家河水库溢洪道除险加固初步设计方案进行了相关水力学问题的试验验证,并开展了进一步改善溢洪道消能防冲效果方案的优化试验。研究成果表明：溢洪道的泄流能力和消能防冲效果满足设计要求;为改善一、二级消力池及明渠内的流态,可采取在一级消力池内修建T型墩,在明渠内设置消能墩、加糙墩,在一级消力池尾槛顶部左右两侧增设消能墩和将二级消力池尾槛高度降低等优化措施;修建徐家河大桥使明渠内局部水位升高;根据冲刷试验成果,需对汉渝铁路桥墩后及316国道桥墩予以相应的保护。     

台阶消能在大田河水电站前池溢洪道中的应用

受地形条件限制,大田河水电站二级电站前池溢洪道泄槽采用沿程台阶和末端消力池消能。初次设计采用台阶粗糙度和台阶溢洪道通用曲线计算泄槽水深。根据电站试运行情况反馈,溢洪道下泄一半设计流量时,陡槽段出现局部水波溅出。设计引入消能率进行泄槽水力学复核计算,从而确定边墙和消力池加高,同时加强新老混凝土结构结合细节处理,实施后经过多年运行实践,状况良好。     

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。     

KST水电站溢洪道水工模型试验优化

通过建立KST水电站表孔溢洪道水工模型,对溢洪道的泄流能力、上游进口流态、堰下游平面渐变收缩角度及消力池体型等进行了试验优化。试验优化结果:进口两侧导流翼墙采用椭圆曲线,泄流能力显著提高14%;检修门槽宽深比为1∶1.7,自身抗空化能力较好;通过增加消力墩,消力池长度降低50 m。实施后经现场实测:各项指标均与试验优化结果一致,优化效果好。     

南雄市宝江水库加固工程溢洪道模型试验优化研究

针对宝江水库进水口绕流、消力池水跃不对称、转弯段水面横向比降大和远驱水跃等不利的水流态,通过改变导墙形式、增加消力池池深等措施,有效改善水流流态,使溢洪道过流能力和下游流速分布满足设计要求。