过水土石围堰下游冲刷计算及其模型试验

针对土石围堰过水时淘刷围堰堰脚和下游河床的问题,基于面流冲刷理论的计算方法,对围堰下游的冲刷及其相关水力指标进行了仿真计算;通过模型试验得到过堰水流冲刷产生的坑深、坑距以及水位、流速等水力参数,比较分析表明计算成果与试验成果吻合较好.同时发现当导流河床的特性和围堰结构型式使过堰水流产生收缩与不均匀分布,仿真计算相关水力指标值会略小于试验值.     

深厚覆盖层过水围堰的安全性试验

由于在汛期可承担较大的洪峰流量,土石过水围堰以其独特的导流方式在山区峡谷水利工程中得到大量应用,但如果设计不合理,常有破坏发生.为解决功果桥水电工程深厚覆盖层上土石过水围堰堰后冲刷与覆盖层防护问题,采用1∶50的水工整体模型对围堰体型及基坑充水高程等进行了试验研究,通过对比不同方案的围堰体型及不同充水高程下的溃堰试验,最终确定了合理可行的围堰体型及基坑预充水高程,从而较好地解决了由于围堰布置地区地形条件引起的不良流态和覆盖层防护问题.该试验提出的围堰体型及基坑充水指标等可为类似工程提供参考.     

过水围堰初期导流费用风险率计算模型研究

针对过水围堰初期导流费用的构成及其随机特性，首次提出了费用风险率的概念并给出了研究费用风险计算模型，从而为施工导流风险设计提供科学的依据。     

过水围堰溢洪的全域三维数值模拟

过水围堰由于涉及范围广、边界复杂,溢洪的全域三维数值模拟还较为欠缺.为实现物理模型与数值计算的互补,采用紊流模型对上、下游过水围堰及基坑,包括部分河道进行了三维数值模拟.给出典型工况围堰的泄流能力,消能平台水气两相流特性,以及三维流场和压力分布.上游水位与围堰泄流量的关系,计算与实测进行了对比分析,大洪水工况时二者吻合较好,小洪水工况时有一定偏差.研究表明:顺水流方向结构化网格的生成,使模拟的过堰水流与实际情况更为相符.     

土石过水围堰最不利工况确定的研究

施工导流标准是影响施工导流经济性、安全性的决定性因素之一,是导流建筑物规模设计的依据．目前,土石过水围堰以其能充分利用当地材料,造价低廉而得以广泛的应用．基于过水围堰下游护坡稳定性分析、实际观测资料和浙江省瓯江滩坑水电站模型试验的研究成果,系统分析了影响土石过水围堰溢流工况的主要因素,提出了衡量最不利工况的指标和确定最不利流量的方法,为土石过水围堰堰体下游护坡结构及消能防冲设施设计提供了理论依据．     

有限差分法在过水堆石围堰渗流计算中的应用

过水堆石围堰渗流属于非达西渗流.应用有限差分法推导出计算堆石体内渗流水头值的公式,并通过模型验证,证明此法具有较高的精度.     

锦屏一级水电站围堰优化和调整研究

在工程实施阶段,由于可行性研究阶段围堰的设计条件发生了根本性改变,为确保围堰方案的可行性和符合现场实际,必须对围堰工程进行优化和凋整,使大坝基础顺利开挖,满足工程提前发电的要求.通过工程类比、理论分析、方案经济技术比较对围堰进行了优化和调整研究,实现了上游围堰防渗轴线上移,优化和调整了围堰的防渗形式和结构型式,并将可研阶段坝肩溜井出渣开挖方案优化为向河床推渣、基坑出渣方案,缩短了开挖工期,降低了施工期间的安全风险,减少了施工期间水土流失,加强了环境保护,确保了围堰自2007年以来挡水期间的安全渡汛.优化调整后同比节约投资约10%,节省工期约15%.研究成果为类似工程提供了参考和借鉴.     

过水土石围堰下游混凝土板护坡反滤层的可靠性分析

系统分析过水土石围堰下游护坡反滤层的减压作用与护坡稳定性的关系,以几何因素和力学因素建立了反滤层渗透破坏极限状态方程,提出了反滤层设计的可靠性模型及其MonteCarlo计算方法,为过水土石围堰护坡结构的设计提供了理论依据.通过模型试验的对比分析,说明护坡反滤层的结构可靠性分析的可行性,计算模型及其计算方法的有效性.     

三峡水电站坝内埋管大比尺结构模型试验研究

结合三峡工程实际,对坝内埋管结构进行了１：５大比尺仿真材料结构模型试验,着重研究了大直径、高水头坝内埋管在运行期温度荷载、坝体荷 载和内水压力共同作用下的应力和强度问题,试验结果表明：该埋管结构具有较高的抗裂能力和极限承载力,可保证三峡水电站的安全运行 。     

滩坑水库建成后下游河道水温的预测

滩坑水电站下游为国家一级保护水生动物鼋的保护区．采用剖面二维水温模型对滩坑水库下泄水温进行了模拟,然后采用一维非恒定水流水温数学模型对建库后滩坑电站下游鼋保护区内水温变化情况进行了预测,对比分析了平水年条件下,不同电站开机组数和不同电站取水口高程条件下水库下泄水温对坝下游河道鼋自然保护区鼋的影响．分析表明可抬高电站取水口高程使下泄水温与天然水温较为接近,以尽量减小由于发电而给下游河道生态造成的不利影响．     

滩坑水库建成后下游河道水温的预测

滩坑水电站下游为国家一级保护水生动物鼋的保护区.采用剖面二维水温模型对滩坑水库下泄水温进行了模拟,然后采用一维非恒定水流水温数学模型对建库后滩坑电站下游鼋保护区内水温变化情况进行了预测,对比分析了平水年条件下,不同电站开机组数和不同电站取水口高程条件下水库下泄水温对坝下游河道鼋自然保护区鼋的影响.分析表明可抬高电站取水口高程使下泄水温与天然水温较为接近,以尽量减小由于发电而给下游河道生态造成的不利影响.     

虎牙水电站重力坝动力分析

虎牙水电站位大坝为混凝土重力坝,工程区地质条件复杂、断裂分布较多,大坝地震设防烈度高达8度．考虑坝基-坝体-库水相互作用,利用ANSYS软件对非溢流坝段和深孔溢流坝段两种典型坝段进行动力分析,通过研究大坝在地震作用下的应力应变反应,论证了工程的安全可靠性。     

公伯峡水电站导流洞安全监测分析评价

公伯峡水电站导流洞下闸蓄水1个月后对导流洞导0＋159m-导0＋214m段进行了封堵,但导流洞导0＋214m下游段改建为右岸旋流式泄洪洞下平洞段的漩流洞、水垫塘和退水洞,为此导流洞导0＋214m以下洞身段安全运行直接影响右岸泄洪洞泄洪。文章对公伯峡水电站导流洞导0＋214m以下洞身4个监测断面监测资料进行全面分析、研究,评价其运行性态。     

江边拦河闸深覆盖层坝基沉降监测资料分析

江边拦河闸坝建在深覆盖层上,覆盖层最大深度约达110 m.坝基沉降采用两种方法观测,一种是杆式沉降仪,用于监测施工期和运行期沉降;一种是几何水准法,用于监测蓄水前施工期沉降,两种方法互为补充并相互验证.监测成果表明,两种观测方法测值差异较大,其中杆式沉降仪测值较小,在5 mm范围内,几何水准法测值较大,最大约0.04 m,两种方法有一种可靠性较差.通过监测资料分析及比较设计成果,判断坝基沉降真实情况,并简要叙述测值失真的原因,为类似工程监测设计提供一定的借鉴作用.     

小湾水电站孔雀沟料场边坡稳定性监测成果分析

孔雀沟石料场为小湾水电站的拱坝混凝土骨料主料场。石料开采过程中将逐渐形成高达近500m的永久单体边坡,定期对边坡的稳定性进行复核十分必要。通过表面变形、深部变形、支护效应等手段对料场边坡变形进行全面监测,为了解料场边坡的稳定性、进行安全评价及边坡支护方案的调整提供了重要依据和有力支持。     

基于动态仿真和数值模拟的向家坝地下洞室群施工通风方案优化

通风散烟贯穿于地下洞室群开挖施工全过程.金沙江向家坝右岸地下厂房系统结构复杂、规模庞大、通风散烟难度大,为避免采用传统的通风设计方法造成资源浪费、通风效果差等问题,提出了融入系统仿真和数值模拟的通风方案优化模式.该模式不仅能在考虑风量需求的时变性和动态性的基础上合理布置通风系统,还能模拟不同通风方式下的通风流场形态,便于掌控实际通风效果.研究表明该方法能定量分析自然通风效果、风机不同位置的影响等关键问题,为通风方案的优化设计提供理论依据和技术支持.