龙潭水库导流泄洪洞运行水力特性研究

隧洞是常见的泄水建筑物,在水利工程中有着广泛的应用。以铜川市赵氏河龙潭水库导流泄流放空隧洞的水工模型试验为依托,对无压泄洪洞内弯道水流特性进行了全面深入的研究,尤其是对无压洞弯道段自由水面的高差、脉动压强的变化规律进行了研究。同时提出工程上解决无压隧洞弯道高速水流问题的方案,可作为其他类似工程存在水力学流态问题的借鉴和参考。更多还原     

上程水电站工程大田水库泄洪洞水工模型试验研究

论述了上程水电站工程大田水库泄洪洞的试验研究工作,通过水工模型试验,测定了有压隧洞和无压隧洞两方案的泄流能力,对隧洞进出口及洞内水流流态进行了观测,对无压隧洞方案的布置进行合理性分析和优化,对有压隧洞方案的可行性做出了评价.     

CCS水电站输水隧洞水力特性研究

厄瓜多尔CCS水电站输水隧洞连接首部枢纽沉沙池和调蓄水库,隧洞总长24.8 km,正常运行工况下输水隧洞为明流洞,在机组甩负荷关闭隧洞出口闸门时,隧洞后半段出现压力流,因此需要对输水隧洞进行全面水力特性分析,确保输水隧洞在各种工况下安全运行。分析隧洞过流能力、水面曲线、弯道水流特性以及出口闸关闭时间不同对洞内流态的影响、消力池冲刷等表明,输水隧洞正常运行工况下水流性态良好,通过出口闸门的适时调度,可将隧洞明满流过渡段控制在较小的范围内。     

大底坡复合圆弧曲线急流弯道水力特性试验研究

西安市黑河引水一期工程－石砭峪水库泄洪洞弯段布置为大底坡急流弯道，为调整其体形和水流流态，进行了水工模型。根据隧洞已开挖成洞的现状，又要较好地控制道段水流态的要求，试验中道对不同弯道体形进行了多次比较和修改，其中复合圆弧曲线弯道体形较好地控制了急流大弯道大流流态。     

圆弧形急流弯道的水流分析计算及设计

结合弥勒县虹溪排洪隧洞出口泄槽Ⅱ段需设弯道而产生急流冲击波的特点,通过对急流弯道中冲击波的形成分析计算,对排洪隧洞出口泄槽弯道上产生急流冲击波采取了相应的工程措施,保证了隧洞出口泄槽水流的平顺连接。虹溪排洪隧洞工程2007年运行至今,弯道运行较好,水流平顺流畅。     

有压隧洞弯曲段洞壁水流作用力分析

水资源的开发和水能利用与隧洞工程建设密切相关,尤其是有压隧洞运行过程中的水力对弯曲段洞壁的作用力,直接影响隧洞的可靠性和安全运行。为此,通过对国内外有压隧洞运行过程中产生问题的分析和总结,发现对有压隧洞出流段水力分析不足是产生上述问题的原因之一。文中利用伯努力方程和动量方程建立了隧洞弯曲段水流与隧洞壁的相互作用模型,导出了洞内水流和洞壁作用力分别与洞径、洞轴线曲率半径及隧洞进出流夹角的定量关系。从而为水利隧洞洞线规划、洞径和洞口进出流夹角的确定提供了有益参考。     

白水坑水库泄洪洞设计

白水坑水库混凝土面板堆石坝最大坝高101m。泄洪洞最大下泄流量2863m^3／s，最大单宽流量159．06m^2／s。在泄洪洞设计过程中，围绕高速、无压隧洞的水流流态及消能防冲等技术问题进行了深入的分析和水工模型试验研究。     

石砭峪水库泄洪洞复合圆弧曲线弯管水力特性试验研究

石砭峪水为泄洪洞弯段布置为大底坡急流弯道，为调整其水流流态，进行了水工模型试验。根据隧洞已开挖的现状，又要较好的控制洞内水流流态，试验中曾对弯道体型进行了多次修改比较，其中复合圆复弧变道体型较好的控制了急流弯道水流流态。本文结合该工程试验研究，着重对复合圆弧弯道水流特性及其控制急流效果进行了阐述。并提出了急流弯道的初步选型方法。     

长距离无压引水隧洞水气两相流数值模拟

建立了长距离无压引水隧洞水气两相流耦合VOF法的三维标准k-e紊流模型,近壁面采用考虑糙率影响的壁面函数,采用PISO(Pressure-Implicit with Splitting of Operators)算法求解非稳态的水气两相流流场。应用计算流体力学CFD(Computational Fluid Dynamics)软件STAR-CD对某长距离无压引水隧洞水气两相流进行了模拟。结果表明长距离无压引水隧洞在隧洞进口处出现水流扰动区,在主支洞交汇处出现水流漩涡区,在隧洞出口处出现水流突变区;分析了隧洞沿程过水面积及气流量的变化规律,结果表明01支洞和02支洞补气不明显,03支洞补气明显;对某水库放水兼放空洞水深实测数据进行了验证对比,模拟结果与实验基本吻合。     

太平驿水电站导流隧洞模型试验研究

太平驿水电站施工导流隧洞布置在河道弯道凹岸，对导流隧洞内水流流态、洞线的对比、隧洞出口水流对下游冲刷进行了试验，提出了保证施工期下游围堰安全的措施，并对施工导流运行期隧洞泄水能力、下游冲刷等与模型试验的差异进行了分析。     

长距离无压引水隧洞水气两相流数值模拟

采用计算流体力学软件STAR-CD的水气两相流耦合VOF法的三维标准k-ε紊流模型对长距离无压引水隧洞进行了模拟计算。计算中引入考虑糙率影响的壁面函数,并用PLIC方法对水气交界面进行了重构。通过与引额济乌一期工程尾部调节水库泄水洞模型试验结果的对比表明,计算结果与实测数据基本吻合,说明所采用的数学模型是可行的。应用此模型对新疆八十一大坂长距离无压引水隧洞水气两相流进行了模拟,结果表明长距离无压引水隧洞在隧洞进口处出现水流扰动区,在主支洞交汇处出现水流漩涡区,在隧洞出口处出现水流突变区,并分析了隧洞沿程过     

水工模型多条有压隧洞联合泄流糙率校正方法

针对水利水电工程多条有压隧洞联合泄流时传统的糙率修正方法工作量大且精度不高这一问题,对多条有压隧洞联合泄流的糙率校正方法进行研究,采用一封闭的方程组求解各有压隧洞的水位校正值和实际过流量。此方程组考虑了有压隧洞间的互相影响,且仅需测量1组次多条有压隧洞同时泄流时的水位、流量数据。该方法在金沙江流域其宗水电站5条有压隧洞联合泄流模型试验中的应用表明,计算简单方便,可节省大量时间,糙率校正后的试验结果准确可靠。     

变坡长隧洞明满流水力特性研究

明满流交替是长隧洞常遇到的不利水流流态,尤其是洞内截留气囊输移现象会对隧洞结构安全构成威胁。通过试验研究,阐述了变坡长导流隧洞洞内流态的演变过程,指出随着上游水位上升,洞内水流流态呈现由水跃转变为明满流交替、直至有压流的演变过程,分析了典型流态下隧洞的泄流能力,得到了明满流交替的流量系数介于无压流和有压流流量系数之间的结论。同时探讨了明满流交替过程的压力波动,发现明满流交替的压力波动持续时间较长、振幅较大,但压力峰值持续的时间很短,并且截留气囊可有效减缓隧洞底部压力波动。     

去学水电站泄洪洞有压洞段简易钢模台车衬砌混凝土施工技术

四川硕曲河去学水电站泄洪洞有压洞为高速水流洞段,采用无宽缝分段设计,混凝土外观质量要求高,施工单位自行研制了简易钢模台车进行隧洞混凝土衬砌的施工,满足了隧洞混凝土外观质量的高要求,同时节约了施工成本。笔者对这种施工技术进行了详细介绍。     

东庄水库隧洞淹没出流联合泄流水力计算

大型工程施工期间常涉及多个导流泄水建筑物联合泄流问题,为准确、快速计算东庄水库导流隧洞泄流能力,便于多方案比较和优化,基于施工水力学理论,提出隧洞淹没出流联合泄流水力计算模型,对东庄水库导流隧洞进行了各种出口流态条件下无压流、半有压流、有压流的全流态水力计算。泄流能力计算结果与试验值基本一致,模型同样适用于隧洞与缺口、隧洞与过水围堰等建筑物联合泄流计算问题。     

淡溪水库溢洪道弯道水流的改善措施

淡溪水库溢洪道枢纽布置受地形条件限制，泄槽设置弯道，弯道距洪闸甚近，由闸水流受惯性离心力影响形成冲击波，两岸水深相差悬殊，且影响鼻坎挑流消能。通过模型试验，在弯道上增设特殊形式分隔墩，改善了水力条件，为工程所采纳。     

弯道处溢流坝闸孔水流水力稳定性分析及优化

为研究弯道对溢流坝闸孔水流水力特性的影响,探求弯道处水流进入闸室运动状态的优化措施,以某水库弯道处溢流坝为例建立物理模型。通过对不同流量级下试验数据分析,探讨弯道处某水库溢流坝闸孔挑流对左右岸稳定性、闸孔泄流能力的影响,同时运用 Flow-3d 软件设置导墙措施进行优化数值模拟。结果表明：水流在闸室以螺旋式向下泄流,且在闸室及溢流面上左右碰撞和交汇,使得水流极其不稳定,对左右岸稳定影响极大且降低闸孔泄流能力,对相邻闸孔泄流量增大值的幅度有所减小,最大差值从 1.95 m3/s 降为 0.95 m3/s;设置导墙可以有效减缓弯道对闸孔挑流的水力稳定性的影响,提高闸孔水流泄流能力,为弯道处溢流坝建设提供理论参考。     

拉哇水电站泄洪放空洞无压段上层洞下游顺利贯通

2022年6月6日,拉哇水电站泄洪放空洞主洞无压段上层洞下游顺利贯通。拉哇水电站泄洪放空洞全长1397.92 m,采用有压接无压隧洞的型式,由岸塔式进口、有压隧洞段、工作闸门室、无压隧洞段和出口挑流段组成,单洞泄水量约2600 m^(3)/s,运行水头约90 m,施工难度较大。开挖过程中,克服了节理裂隙发育、围岩条件不稳定,掉块和断层等不利情况,顺利实现各项工程管理目标。     

侧槽溢洪道缓直缓弯调整段水力特性研究

通常情况下,为了改善侧槽溢洪道泄槽的水力特性,将侧槽后调整段的底板设计为缓坡或平坡,并在末端设置升坎或台堰,使调整段的水流处于缓流状态下。分析了影响泄槽流态的因素：① 侧槽复杂的来流条件;② 受弯道本身体型的影响。结合侧槽溢洪道水工模型试验,在侧槽底板上加设间隔式消能墩,并改善侧槽与调整段泄槽边墙和底板的衔接方式,从而使缓直、缓弯调整段的水流处于临界流状态下,这样不仅改善了调整段和整个泄槽的水流流态,使其水流相对平稳平顺,而且还大大降低了水深,减少了泄槽的开挖工程量,节省了工程投资。     

多用途水工隧洞水力特性及运行方式研究

水利水电工程中的过水隧洞有导流洞、泄洪洞、放空洞以及发电引水洞等,它们各自具有一定的水流适用条件,对单一用途的水工隧洞,其洞内水流特性较容易把握。当由于技术、经济条件让一条隧洞具备多种用途时,隧洞将面临着不同运行阶段显著的水力差异性考验。结合某水利工程多用途水工隧洞水力模型试验,研究了集导流、泄洪、放空及发电引水等功能于一体的陡坡隧洞在不同运行阶段的相关水力特性。结果表明当作为泄洪隧洞在正常工况下运用时,隧洞进口前和洞内流态均较正常,洞内最小压力满足水工隧洞设计规程要求;当作为导流隧洞和放空洞运用时,隧洞进口在一定水流条件下会形成吸气型立轴漩涡,并在洞内形成形态不断变化且不断溃灭的气囊,在较长的洞段及较大的流量区间内,洞内还会出现明满交替流以及发电支洞岔管引起的明流冲击波、水流折冲等不良流态,上述水流现象会引发洞壁的有害振动或空蚀破坏。通过试验优化,并结合隧洞末端工作闸门的合理调度,提出了多用途水工隧洞的安全运行方式。