非岩基水闸泄洪消能和冲沙试验研究

通过整体水工模型试验,对比研究了非岩基水闸闸后消力池和斜坡护坦两种消能防冲方式对下游冲刷和水库冲沙的影响。结果表明:消力池方案存在妨碍冲沙和因泥沙淤积而削弱消能作用等问题;通过斜坡护坦连接闸室和下游河道,护坦末设防冲墙和抛石防冲槽,可以满足敞泄泄洪和降水运行过程中的消能防冲要求;用2年一遇洪水敞泄冲沙,可满足水库冲沙要求。     

临洪东站自排闸消能防冲设施浅析

临洪东站自排闸工程于2011年8月建成并投入使用,经过2012年、2013年运行后发现下游浆砌块石护底部分损毁。为确保工程安全运行,提高消能防冲效果,通过对该闸损毁部位原因分析及消能防冲复核,采取适当加高消力池尾坎,在下游混凝土护坦外增做10m长混凝土护坦,在护坦顶面布设消力墩辅助消能,在新设的护坦末端下设钢筋混凝土灌注排桩等措施,取得了明显的消能效果。     

低闸枢纽护坦式消能工闸后冲刷试验研究

低水头、径流式电站的下泄水流弗氏数较小，消能效率低，往往造成下游河道的冲刷，甚至影响枢纽的安全。本文考虑山区河流的特点，结合四川某电站，对以急流方式与下游河道连接的护坦式消能工的出闸水流流态和下游冲刷特性进行了比较研究，提出了在护坦上设置隔墩、在护坦末端设置防冲槽、对左右岸坡进行护脚的消能防冲措施。试验结果表明满足了该工程的消能防冲任务。     

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。     

铜街子水电站枢纽布置及下游消能防冲试验研究

本文通过铜街子水电站枢纽整体水工模型试验,论证了左岸厂房方案的合理性;适当降低溢流坝护坦高程和加长护坦、设置消力坎和差动式尾坎等消能防冲措施的必要性;以及改进排沙底孔出口形式,减轻下游冲淤对厂房尾水和消力池的影响等问题。     

大墩门枢纽消能设施加固设计

针对甘肃省金塔县大墩门水闸枢纽下游消能防冲设施存在的主要问题,通过理论分析结合现场检测鉴定分析,将原短护坦消能方式改为综合消力池消能方式,并在原短护坦后增设了二级消力池,较为成功地解决了该工程运行20年来存在的安全隐患。     

闸后两种消能型式的试验对比研究

新疆渠首大部分修建在出山口位置,夏季河道洪水峰高量大,携带泥沙多、持续时间短,洪水对泄洪闸下游河床淘刷严重,威胁闸室稳定。工程建设中主要采用斜护坦+深隔墙和斜护坦+裙板两种型式进行消能防冲处理。为了分析这两种型式的消能效果,选择塔尔朗渠首工程,通过水工模型试验进行了对比研究。试验反映出,两种消能工都具有较好的消能效果。裙板的倒坡构造还能够使洪水产生部分回流,将河床质泥沙带回齿墙部位,从而减小了齿墙部位的淘刷。为此,试验中重点开展3种结构尺寸的裙板消能试验。试验结果表明:长度为6m的裙板消能型式与深齿墙消能型式的冲刷深度接近,冲坑深度最浅;但裙板消能冲坑最深处距离齿墙的位置却大于深齿墙消能型式。因此,裙板消能型式在满足消能效果的同时,能够较好地保护斜护坦齿墙不被淘刷,从而提高齿墙的安全性能。     

新疆白杨河胜利渠首斜坡护坦消能防冲设施

新疆白杨河胜利渠首为卵砾石河床上的多沙低水头渠首,因过洪能力不足、建筑物结构老化、泥沙淤积等原因拆除重建。渠首泄洪冲砂闸闸后消能防冲设施以"适度消能"为原则,选用斜坡护坦、防冲墙及混凝土软排组合的防冲方式加强下泄水流的挟沙能力。     

解放村水库新建溢洪道水力学试验研究

对解放村水库新建溢洪道的泄流能力，消能效率，布置形式以及护坦下游冲刷等水力学问题进行了分析研究。试验主要通过在消力池和护坦上增设辅助消耗工以提高消能率，经试验所确定的溢洪道下游右岸防沿墙 修改后的推荐方案比原设计方案的防冲效果有明显改善。     

荆山湖进洪闸消力池优化设计

在理论计算的基础上,经过水闸整体水工模型试验,增设辅助消力墩,缩短消力池长度,解决了在进洪时的水流消能防冲问题。消力池池底因受到潜水和承压水的作用,进洪前期池底扬压力大,为满足抗浮要求所需的护坦底板厚,优化设计时在护坦与地基之间设置钢筋混凝土抗拔桩,增加护坦与地基间的锚固力,达到经济、安全和合理的护坦底板厚度。     

关于中型拱坝挑流消能的问题

根据《混凝土拱坝设计规范》（SL282—2003）第4．3．7条对人工水垫塘设计的规定并结合目前国内中型拱坝的现实情况，建议消能防冲措施主要采用短护坦和先冲后护的方法，避免采用二道坝。     

新疆某水电站引水枢纽泄洪闸消能工选择

针对新疆某水电站引水工程低水头、大单宽流量消能防冲问题,结合工程实际情况,泄洪闸消能选择底流消能工两种型式(反坡式短护坦、挖深式消力池)进行比选,通过水工模型试验比较,结果:挖深式消力池较果好,流态稳定,解决了下游河道基岩局部冲刷问题,推荐采用。实施后运行近5年,消力池消能效果良好。     

射流冲击下护坦板块失稳机理的随机分析

高水头射流是水利工程中常见的水力现象。挑跌流消能是我国泄水工程中较普遍采用的消能方式。鉴于高速水流对护坦板块的破坏作用及对建筑物的影响一直没有弄清楚,本文从水力学随机过程理论的观点出发,结合二滩水电站双曲拱坝消能防冲作了模拟试验研究。将护坦板块在水流作用下的特性视为二阶矩随机过程x(t),寻求x(t)与它的导函数x(t)、x(t)的相关矩:从而求出各阶谱矩 分析了护坦板的随机属性,探讨了射流对下游河床的动水作用与护坦板失稳过程的水力学机理;分析了使护坦板块失稳的上举力的成因;指出了增加护坦板稳定性的条件。     

水工建筑物消能工稳定与维护方法

水工建筑物消能工部位是最容易破坏的,笔者根据多年的施工与运行管理经验,总结出几种适用方法。 一、设计施工中防冲槽的改进。大多数水工建筑物消能工防冲槽设计施工中多为“梯形”(如图1),这种防冲槽施工简单,在水流平稳的情况下,不会出现水流问题,但在水流不稳的情况下,消能工下游护坦将有可能被冲坏,形成大的浪窝或浪坎,并逐渐上移至防冲槽下,危及防冲槽。笔者经多年实践将原来的“梯形”防冲槽改为“四边形”防冲槽,并进行加深处理(加深50cm即可),通过实际运行效果明显好于前者(如图2示)。     

岗曲河二级水电站护坦导墙的试验研究

由于岗曲河二级水电站泄洪闸下游紧接一弯道,在模型试验中,在下游弯道影响下,泄流在下游河道出现了水流扩散不充分、大范围回流及河道冲刷过深等对下游消能防冲极为不利的问题.为解决这些问题,在护坦加一导墙进行试验.试验表明,通过与无导墙时的水流流态和冲刷情况相比,在主要运行工况下,加导墙后的水流流态大为改善,冲刷深度及范围也大幅减小,取得了良好的消能防冲效果,验证了在护坦上加导墙工程措施的合理性.     

百色水利枢纽溢流重力坝消能工试验研究

介绍百色水利枢纽采用表孔宽尾墩——中孔——消力池联合消能工的水流特性和消能效果。与常规直尾墩消力池对比，宽尾墩联合消能工有效地提高了消能效率，池内水深增加，流速显著降低；并缩短消力池长度，提高护坦高程，节省了工程量。是解决复杂地质条件下高坝、大流量消能防冲的有效途径。     

金沟河引水枢纽消能方式探讨

文章通过对金沟河拦河枢纽的工程地质、水文、泥砂等条件的综合分析,结合金沟河拦河枢纽的自身特点及功能,提出3种消能方式。经过对设计、水力学模型实验及工程实例的综合分析比较,最终选择斜坡式护坦+防冲墙+混凝土四面体消能方案作为金沟河引水枢纽的最佳消能方案。     

软基挑流在符山水库除险加固工程中的应用

近几十年来,已建或在建高、中水头泄水建筑物已较为广泛地采用了挑流消能方式。但对于水头不高的中、小型泄水建筑物,特别是兴建在软基上的挑流消能工程并不多。 挑流消能较其它消能方式最大的优点在于结构简单,因下游可不修建护坦防冲工程,工程量小,投资省。据符山水库除险加固溢洪道工程所做挑流与底     

消力池挑流鼻坎试验优化设计研究

通过对某水库挑流消能工挑流鼻坎进行水工模型试验发现,入射水流横向扩散较差,水流集中,不利于下游河道消能防冲。调整平台和护坦宽度,设置斜挑坎,横向水流分布均匀,水舌入水点较理想。并用数值模拟方法对推荐体型进行计算,计算结果与水工试验结果基本一致,说明数值模拟方法可用于挑流消能体型设计,为类似工程提供借鉴。     

荣桓水电站溢流坝面流消能方式探讨

溢流坝的消能型式关系到大坝安全和经济指标，关系到施工期长短和施工方法。为此，作者在荣桓水电站溢流坝施工设计阶段，根据坝址的地质、水文气象及下游水位稳定情况和溢流坝段长等特点，经过水力学计算与模型试验反复验证，将原初步设计拟定的底流消力池消能方案改为防冲齿墙，不设护坦的面流消能方式，节省了工程量、缩短了工期。工程投产后，1992年3月、7月分别出现3100m3／S和4750m3／S的洪水，原型观察表明，消能效果良好，工程安然无恙。