消力戽在低佛氏数水流中的应用

结合左江水利枢纽的兴建时消力戽进行了研究和实践，介绍低佛氏数水流特点和低佛氏数水流消能工的研究现状，左江工程的运行资料证明消力戽应用于低佛氏数水流消能是成功的。     

桐子林水电站明渠导流方案优化研究

欠宽阔覆盖层河道采用明渠导流宣泄大流量时,施工度汛所面临的水力学问题突出。对桐子林水电站导流明渠3种布置方案进行了系统模型试验。研究表明:底宽44 m明渠方案出口流速高达17 m/s,消能防冲难度极大,采用钢筋石笼和四面体防护失事风险很高;若在明渠末端增加消力池,由于明渠水流弗氏数Fr1.5,消能效果无法提高,明渠出口流速仍达13 m/s;结合闸坝地基采用地下连续墙加固等措施,可将明渠宽度增加至62 m,明渠出口流速减小至10 m/s,钢筋石笼和四面体稳定性大大提高,能够有效解决明渠出口消能防冲问题。试验表明,采用宽明渠方案是解决大单宽流量明渠出口下游消能防冲的有效方法。     

左江水利枢纽坝址选择及水工建筑物布置

左江水利枢纽系一低水头低Fr数(0.2～4.7)水流的大(Ⅱ)型水利工程。通过对坝址地形、地质、水文、交通、施工等条件的分析论证,选择辉村坝址并优选及调整了下坝线,确定左岸过坝建筑、河中溢流闸坝、右岸电站厂房的枢纽布局,采用大孔口低堰闸坝、河床式电站轴流转桨式厂房、水坡升船、消力戽消能工等建筑布置形式。工程建成后效果良好。     

高水头旋流阻塞复合内消能工水力特性研究

旋流阻塞复合内消能工是适用于高坝泄洪消能的一种新型消能工,为了分析其在超高作用水头下的泄洪消能适用情况,采用模型试验与数值模拟相结合的方法,对200 m作用水头条件下该消能工的水力特性进行了研究。结果表明：泄流量为1 547 m³/s,略大于设计值,满足泄流要求;洞内形成了稳定的空腔旋流,旋流洞段空腔直径约6~7 m,旋流角约60°,壁面压强约110×9.8 kPa,最大点流速约45 m/s;起旋器与旋流洞段为0.050~0.274 Hz的低频脉动,且水流空化数均大于1.2,运行安全;阻塞扩散段末端最小瞬时负压为-3.81×9.8 kPa,且水流空化数较小,但水流掺气率较高,有利于减免发生空蚀;阻塞扩散段末脉动优势频率为46.99 Hz;总消能率达82.1%,消能率高。研究成果可为该复合消能工在高水头下的泄洪消能应用提供参考。     

基于低弗氏数水流下折坡渐扩式消力池的优化

底流消能中在遇坡度情况下通常采用折坡扩散型消力池,其消能效果较好,对地形适应性强,在同等水利条件下,需要的池深更小,更经济高效。折坡式消力池的优化及应用还存在难题,该体型在低弗氏数水流下的消能与具体工程的应用具有一定研究价值。本工程水流为低弗劳德数水流,通过模型试验,在不同工况下,对折坡扩散式消力池的水深、压强、消能率等水力特性做了研究,针对三种不同体型比较优化,最终得出加深消力池与在护坦加设消能墩的方式,其对下游水深的适应更好。     

与宽尾墩联合使用的台阶面水流近底流速特性

通过工程原型与模型试验资料的类比分析,结合台阶面水流流态特点,对与宽尾墩联合使用的台阶面水流近底流速特性进行了研究.研究结果发现,台阶面坡比及台阶高度对台阶面水流近底流速分布影响很小,近底流速随台阶位置在下游尾水中深度的增加而减小,在尾水面以上,近底流速沿程变化很小,其值仅与堰上水头和宽尾墩形式有关.堰面采用Y型宽尾墩时,台阶面近底流速为21.5～23.5 m/s;采用X型宽尾墩时,近底流速为19.5～21 m/s;无墩时,近底流速为16～19 m/s.     

丹江口工程大坝加高后的几个水力学问题

依托1∶100水工模型试验成果,重点介绍了丹江口大坝加高后的几个水力学问题如泄流能力、坝面压力特性、河床局部冲刷、下游河道流速流态、泄洪对电厂及航运的影响等.研究显示:大坝加高后泄流能力可满足设计要求,坝下河床冲刷加重,挑距加远,设计洪水22 300 m3/s时坝下冲坑最低点高程为43.0 m,各级泄量冲坑上游坡均缓于临界坡,也略缓于初期工程同级流量冲坑的上游坡;坝下600 m以内为护岸工程重点防护段,岸边流速为5.8～9.8 m/s;泄洪对丹江口电厂影响较小,对自备电站不利影响较为显著;最大通航流量6 200 m3/s时下游引航道口门区流态复杂,水流较混乱.     

左江水利枢纽泄水建筑物体型优化研究

本文介绍左江水利枢纽工程采用戽流消能的优越性及其较好的消能效果；论述了“戽流消能研究”的实用性、先进性及其在潜堰工程中推广应用的价值，及潜堰工程中采用分流墩的可行性及其消能效果，为低佛氏数水流消能研究开辟了新途径     

某隧洞出口段水工模型试验研究

通过水工模型试验,验证了各种工况下某隧洞出口段的水流流态和消力池的消能效果及水流对下游渠道可能产生的冲刷影响。试验测得隧洞糙率为0.011 6和输水渠道糙率为0.012 5时,水流流态和水力学参数与实际运行工况吻合较好;当工程流量大于61.23 m3/s时,消力池消能不太充分,对下游渠道产生较大冲刷破坏。     

左江水利枢纽水坡升船机设计简介

左江水利枢纽水坡由上游引航道、上坡首、坡槽、坡脚和下游引航道组成,全长约1235.0m,坡槽采用钢筋混凝土U型结构,坡槽净宽6.8m,槽壁净高3.75m,坡槽纵向坡率3％;推进机采用外电——机械传动,设计总重约900kN,驱动功率648kW,上行速度为50m/min;投资约为船闸的2/3,耗水约为船闸的1/34,过坝时间约为船闸的7.7/10;最大通航船舶吨位为120t机驳船,设计年货运量为50万t。     

峡江枢纽截流河道水力特性数值模拟

为阐明峡江水利枢纽截流河道水力特性,指导工程施工,采用峡江站水文资料及枢纽实测水位,在率定 好截流时期一维数学模型的基础上,建立了赣江峡江段平面二维水流数学模型,定量计算单戗堤枢纽截流时期 重要水域及过流建筑物水流形态,分析流场形态的变化特征和局部流态对枢纽尤其是围堰的影响,并将研究结 果与物理模型试验结果做了对比分析,同时分析了双戗堤截流工况对改善龙口水利条件的影响程度. 结果表明 二维数学模型能较准确地计算截流时期围堰工程局部水位及流场变化情况,峡江枢纽大江截流施工方案可行.     

阳澄湖通江大型泵站扩建关键技术研究与实践

太湖流域七浦塘拓浚整治工程将苏州重要的饮水水源地阳澄湖与长江联通,而位于入江口的江边水利枢纽工程是阳澄湖通江的主要控制口门。在扩建该大型泵站工程中,必须考虑长江潮涨潮落的水文情势、江边软淤土地质条件、复杂结构紧邻已建枢纽和跨汛期施工等一些问题。为此,对扩建与整治项目的设计和施工的主要关键技术,以及实施效果进行了分析研究。通过优选泵型,优化工程布局和水力衔接条件,软弱地基处理,动水环境泵机安装等措施,保证了扩建工程保质按期完工。     

近坝消能区过水围堰水流特性研究——以富春江水电站船闸改建工程为例

水利枢纽工程改扩建过程中,为协调施工与泄洪的关系,往往采用过水围堰实现枯水期挡水施工、汛期过流泄洪。汛期泄洪时施工围堰的水力指标三维性强、沿程变化较大,处于泄洪建筑物下游消能区内的围堰段受水流冲刷强度较大,而远离消能区的围堰段受冲刷强度相对较小。为寻求安全、经济的围堰防护方式,采用三维数学模型模拟了某枢纽船闸改建工程泄洪时坝下水流流场,重点分析了围堰附近流态、流速分布、涡量分布及压力分布特性。研究结果表明:下泄水流在消能区围堰附近形成水跃,强烈紊动水流顶冲围堰;在横向围堰与上游局部纵向围堰区域形成高流速、高涡量、非静压作用区域,该区域需加强防护。研究成果为该工程围堰分段、分区防护提供了科学依据,也可供类似工程参考。     

土石围堰分期拆除过程中的边坡稳定性分析

为了确保爆区附近已建成的各种水工建筑物的安全以及降低爆破难度和工作量,围堰爆破拆除通常采用分期分区的方式进行。针对赞比亚卡里巴北岸水电站扩机工程进水口围堰分期拆除工程,采用三维有限差分方法结合强度折减法和拟静力法,分别对进水口围堰在削薄后造孔损伤前、削薄过程中受爆破荷载作用、造孔损伤后3种情形下的稳定性进行了综合分析,以确保围堰边坡在分期拆除过程中的整体稳定性,并论证分期拆除方案的可行性。数值计算结果表明：围堰背水面边坡削薄处理过程对围堰和背水面边坡的影响是局部的,对围堰背水面边坡的整体稳定性没有产生较大的影响,表明分期拆除方案是安全、合理的。     

龙滩碾压混凝土围堰设计与施工

龙滩RCC围堰工程量大、工期紧、施工强度高。其设计除考虑了正常挡水工况外,还考虑了超标准洪水的过水保护。围堰采用两岸堰肩不过水、中间堰段预留缺口形式,下游围堰缺口设置自溃子堰、堰身段设置缓闭止回退水阀门,上游围堰堰后坡面仅设置6.00 m宽消能平台,遇超标准洪水时基坑过水前进行预充水。围堰建成后两年来运行情况良好。     

峡江水利工程一期枯水围堰防渗处理

峡江水利枢纽工程一期枯水围堰防渗工程采用高喷防渗技术,针对工程具体情况,确定全断面采用高喷防渗,并通过生产性试验确定施工参数.本文介绍了施工中出现的异常现象、影响高喷质量的重要部位和关键工序的施工控制方法,并通过基坑排水、钻孔取芯和探坑开挖检查,验证了高喷防渗效果的有效性.     

洛阳水闸加固工程导流围堰方案优化与施工

针对泉州市洛阳水闸除险加固工程原导流围堰设计方案存在的问题,通过优化,上游采用充灌砂袋围堰,创造干地施工条件,彻底修复了洛阳水闸工程水平与垂直防渗设施,与原设计导流方案比较,施工质量、工期及防洪度汛得到保障,且降低工程造价,确保了水闸除险加固效果。     

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。     

三峡工程二期深水高土石围堰的科技攻关及其实践检验

三峡工程二期深水围堰水深60 m,堰高80 m,是三峡工程重大技术问题之一,用传统的斜墙铺盖方案不可靠,为此,1979年开始结合葛洲坝大江上游围堰设计施工中的成功经验进行科技攻关.三峡围堰方案将葛洲坝围堰所采用的堰体防渗墙方案作为攻关的主攻方向.经"七五"、"八五"攻关解决了主要的技术问题,其成果用于设计和施工.施工及运行结果证明,攻关提出方案和主要技术措施是成功的.     

导流明渠设计问题探讨

采用导流明渠的基本条件是河谷较开阔、河水分叉、枯水期有滩地出露、岸边具有台地、古河道、垭口、河湾等地形;其主要优点是过流能力较大、超泄能力较强、施工条件较好、造价相对较低等。导流明渠一般用于初期导流,中后期导流还需与底孔、隧洞、缺口等其它导流方式组合,以妥善地解决主体工程施工过程中的水流控制问题。导流明渠设计问题是在给定流量下,应使允许流速正好符合水力最佳断面而渠道坡降最经济。通过景洪、观音岩水电站等导流明渠工程实践检验,其成果可供大、中、小型水利工程导流明渠设计借鉴。