不冲不淤输水渠道优化设计方法研究

本文根据最小能耗率原理，以水流能耗率极小化作为目标函数，以渠道不冲不淤流速作为约束条件，建立了不冲不淤输水渠道优化设计数学模型，求解渠道底宽，水深，比降的优化值相应流速。最后用渠道实测资料对该优化模型进了检验，结果表明，优化计算值与实测值吻合较好。     

输水渡槽的优化设计研究

以渡槽施工投资最小为目标函数建立数学模型,对渡槽槽身断面进行了优化比选,以边坡系数为设计变量,将常用渡槽槽身断面形状设计计算的显式方程用于渡槽断面的优化设计,采用差分进化法对实用经济断面进行了分析。结果表明:底部为半圆形的U形渡槽在满足过流量以及安全性等基本要求下,可有效地减小截面尺寸,节省工程投资。     

南水北调中线河北省北段大型输水明渠工程的优化设计

南水北调中线河北省北段输水明渠长201．9km，最大输水流量240m^3/s；干渠土岩体结构分为64个工程地质段，土体结构分为黄土状砂壤土、黄土状壤土、卵石、砂性土等，存在黄土状土湿陷、高地下水位、饱和砂土地震液化、河滩地成渠．渠道渗漏、冻土等问题。根据不同地质、地形地貌情况分别进行了研究，提出了相应的设计方案和施工工艺要求，确保工程安全。     

水文站渠道输水流量测验误差分析及优化设计

对水文站渠道输水流速仪施测流量方案是否符合规范中规定的多垂线多测点的流量测验误差范围进行估算,分析流速仪施测流量测验中的误差存在原因,为最大程度减少误差带来影响,对流量测验方案进行优化设计,以达到误差小、精度高、经济适用目的。     

寒冷地区大型输水渠道管理

介绍了北疆某供水工程总干渠、戈壁明渠的病害形式,分析了产生病害的原因,并对窄深式渠道和宽浅式渠道、挖方渠道和填方渠道进行了安全对比,提出了自己对渠道线路选择和设计结构选择的认识,为今后大型渠道线路选择和设计提供借鉴。     

大型输水渠道边坡水中修复综合措施研究

某大型输水渠道需在保证通水的情况下对过水断面边坡进行水中修复,包括边坡处理层修复、衬砌面板修复以及一级马道路面结构层修复等。对过水断面边坡水中修复措施以及渠道通水情况下进行水中边坡修复的其他辅助措施进行了研究,并在实际工程中进行了现场试验,解决了渠道输水状态水力力学条件下水下围挡结构整体稳定性和安全可靠性问题,提出了一整套水下边坡修复设计方案。实践证明水下围挡方案设计、排水方案设计、水下坡体修复方案设计以及修复期间渠道运行要求方案设计均合理可行,对同类水利工程水下修复有一定指导意义。     

大型输水渠道系统建筑物水头损失处理方法研究

大型输水渠道系统往往穿越大量过水建筑物,如何合理的确定这些建筑物的水头损失是渠道运行调度仿真计算中的一个关键问题。对各类建筑物按照水头损失的计算方法进行了分类,采用概化断面的方法,对渠道渐变段、倒虹吸管身段推导出了便于实际仿真计算的总水头损失计算公式,并给出了各公式系数的计算方法;对其它建筑物也给出了有效的处理措施,并给出了计算节制闸设计局部水头损失的方法。实例计算表明,本文提出的建筑物水头损失处理方法简洁高效,能够提高渠道运行调度仿真计算的效率和精度。     

大型输水渠道遇险边坡稳定分析

某大型输水渠道某段遭遇高强度降雨,疑似下部换填土体滑移,造成渠道过水断面衬砌板隆起破坏.结合现场出现问题分析了破坏原因,对险情渠段进行完建期、正常运行期及遇险后的边坡稳定进行系统分析,提出了控制渠段地下水位,加强坡体排水能力,增强换填土体强度等应急抢险处理措施,对以后大型输水渠道应急抢险有一定指导意义.     

衬砌弧底梯形断面渠道的优化设计

衬砌弧底梯形断面渠道最佳经济断面的设计，是建立其工程量计算模型燃后用系统分析的方法，以总费用最小为目标，建立其最佳经济断面的优化设计模型．并通过计算，得出衬砌弧底梯形断面渠道在工程费用最小时的全部系统设计参数．这种优化设计的方法，解决了用混凝土衬砌孤底梯形断面渠道优化设计问题．使工程设计迅速、准确，节省工程投资，效益显著．     

施工导流明渠多目标优化设计模型

为优化导流明渠设计方案,以明渠底板高程为设计变量,基于施工导截流系统的整体视角,从明渠导流工程成本、施工强度及导截流风险三方面入手,构建施工导流明渠多目标优化设计模型;采用线性加权和法将模型中的子目标函数耦合为单目标函数,运用粒子群算法求解模型。基于某水电工程实例,仿真分析明渠底板高程与导流工程成本、施工强度及导截流风险的关联特性,通过曲线估计拟合其函数关系式。在此基础上实现了对明渠底板高程的优化调整,验证了模型的可行性及有效性。结果表明:提出的优化模型能够实现导流工程成本、施工强度及导截流风险的综合考虑,尤其是考虑施工截流风险对优化结果的影响,能够有效地降低截流风险及风险损失。     

水力学计算在导流明渠及挡水围堰选型和优化设计中的应用

水利工程建设施工中，为保证施工干场作业，大部分水利工程建设过程中都需要考虑导流问题，例如目前中国南水北调工程中已经开工或将要相继开工的多个穿河倒虹吸或暗涵工程，都涉及到施工导流课题。简易导流方案一般为修围堰全断面挡水断流、另挖明渠导流或修围堰束窄河床导流等。根据相应施工防洪标准，对河床水流和明渠水流进行正确的水力学计算，确定导流渠（或束窄河床）最佳过水断面尺寸，并结合现场实际情况，考虑经济指标，修正最佳水力断面，最终可确定经济适用导流渠断面及挡水围堰高程，既能满足防洪安全要求，又充分利用了现场条件，可降低工程成本，且效果明显。     

明渠冰情预报的数学模型

本文根据寒冷地区输水渠道的冰情建立了冰情预报数学模型，这个模型由一维非恒定流水力学模型和一维热力学模型组成，可以预测渠道的水流特性，水温沿程分布，冰花流量，冰盖形成，冰盖下冰花的传输和堆积，冰盖的热力学增厚和融化，为保证渠道正常运行提供依据。     

复式断面明渠水流三维数值模拟

复式断面渠道水流流场结构比较复杂,本文用耦合式求解器对复式断面明渠水流的三维流场进行了模拟.采用交错网格,界面上的动量差值采用Roe格式,紊流数学模型选用雷诺应力模型.将计算结果与实验结果进行比较,两者的吻合度较好,从而验证了数学模型的可靠性,最后又对复式断面明渠横剖面上水流运动特性进行了分析.     

梯形明渠临界水深计算公式的改进

以简单的迭代法为基础，通过对临界水深方程进行数学变换，提出了计算梯形明渠临界水深的新方法．该方法不依赖图表，简单易行，精度很高，可供工程实际参考应用．     

松林河大金坪水电站引水隧洞断面优化设计

大金坪水电站为松林河干流河段规划建设的引水式电站,隧洞沿线地质条件复杂。隧洞施工初期,按照圆形断面顶拱进行了一期开挖,根据开挖揭示围岩地质条件及后期工程建设进度的要求,在隧洞布置、设计流量既定,保证电站机组出力不变,确保电站稳定安全运行的情况下进行合理的设计断面优化。对隧洞围岩条件良好洞段,论证取消隧洞原圆形钢筋混凝土衬砌,选定马蹄形锚喷断面作为最终优化断面形式。方法实用方便,满足精度要求。随着中小型水电站实际建设情况,此优化设计可作为隧洞施工中及时进行断面形式调整的一种简捷易行的思路。     

黄丰水电站工程泄洪闸排水系统优化设计

传统河床式水电站泄洪闸消力池采用排水幕与无砂混凝土排水管网结合共同排水的形式。这种设计形式目前被广泛采用,其主要目的是解决检修工况下消力池底板的抗浮稳定问题。随着工程经验的积累以及对地质特性认识的逐步加深,进一步优化设计,使之更符合工程建设和运行的需要。根据黄丰水电站特点,取消泄洪闸消力池廊道的排水孔、无砂混凝土排水管网的排水系统,采用临时措施满足泄洪闸消力池的检修要求,从而达到泄洪闸的整体优化。     

三峡工程明渠截流设计与试验研究

三峡工程明渠截流具有流量大，落差大，截流难度大等特点。对明渠截流时段及设计流量选择，截流期分流条件，截流方案，截流戗堤进占程序及抛投材料，降低截流难度的技术措施等截流设计中的重大技术问题，进行了研究分析及水工模型试验，提出了解决措施。     

明渠—结合池—暗管输水系统水力瞬变过程计算

分析了用Priessmann方法计算明渠—结合池—暗管结构的过渡过程的特点，给出了用明渠特征线方法算有压流的基本方程和建模过程。详细地分析了明渠—结合池—暗管结构在过渡过程计算中的边界条件。在编制程序对某具体的工程进行计算之后，指出了Priessmann法应用于明渠—结合池—暗管结构水力瞬变计算所应注意的问题，并对这些问题提出了相应的处理方法。     

水电站引水渠调速系统的稳定分析方法

本文讨论水电站引水渠调速系统的稳定问题及其分析方法．并给出有关的计算公式．