低水头船闸输水系统水力参数研究

以实际船闸除险加固工程为试验对象,通过物理模型试验介绍低水头船闸闸室充泄水过程,重点研究输水系统水流流态以及闸室水位变化曲线。试验结果表明:原设计方案3 min均匀开启输水阀门实用可行,闸首水流流态稳定,纵向消力坎消能效果较佳,闸室内水位波动符合要求。     

船闸短廊道输水系统最优kv取值探讨

通过对船闸短廊道输水系统的廊道断面面积、阀门开启时间、输水时间之间关系的分析,以不大幅增加输水廊道断面面积、满足船舶停泊条件的情况下,尽量缩短船闸输水时间为原则,得出了短廊道输水系统设计的最优kv取值.工程实例分析计算表明,《船闸输水系统设计规范》中建议kv取值0.6~0.8并非最优.     

船闸水力学研究的新成就

本文主要介绍近１０年来我院在船闸水力学研究方面的新成就，包括船闸输水系统布置、闸阀门水力学和引航道水力学等。并结合葛洲坝、三峡、五强溪等大型通过航水利枢纽工程，重点介绍在船闸输水水力计算、闸阀门非恒定流水力学、输水阀门段廓道体型以及门楣通气减蚀措施等方面的研究成果。     

高水头船闸输水阀门非恒定流减压试验方法探讨

对船闸输水阀门非恒定流减压试验方法及其成果进行了初步评估。阐述了船闸输水阀门非恒定流减压试验方法提出的缘由。简要地介绍了国内外首座船闸专用非恒定流减压试验设备。总结了非恒定流减压试验的特点，并对恒定流与非恒定流两种减压试验方法的差异进行了初步分析和比较。     

闸门对水力过渡特性影响研究

结合南水北调中线输水工程实际,采用显式的特征线法求解明渠和有压管道的圣维南方程。在长距离输水问题中,模拟段包含多个控制闸门。提出闸门处的水力过渡连接模型,在已有的两个特征方程的基础上补充闸孔出流公式和流量连续条件,分析闸门运行对渠道中水流的影响。利用窄缝法将明渠和暗管水流进行统一求解,采用变时步法克服扰动波在明渠和暗管中传播速度相差悬殊而导致的时间步长不协调问题。在明渠和暗管的连接处考虑水流的局部水头损失,更好地反应了非恒定流中扰动的传播特性。实际模拟输水渠道具有多个控制闸门和退水闸门的问题,分析了闸门对渠道中非恒定流的影响。     

带调节水池的高水头船闸水力学问题研究

本文研究的是带调节水池的船闸水力学问题。通过数学模型计算和物理模型试验结果表明：该型式船闸是解决高水头船闸问题的一个可行的方案。     

船闸输水基本方程的应用

根据总流非恒定流的能量方程推导了船闸输水基本方程,对某船闸灌水过程进行了数值模拟。由于输水系统存在惯性,在灌水后期闸室水位出现反向水头即超高,当闸室水位从最大超高开始下降,水体从闸室流向引航道,此时,基本方程中水头损失项必须取与阀门处流速相同的符号。建议在相关规范修订时,将船闸输水基本方程改为文中推荐的公式,以便于应用。     

双线船闸引航道水力特性数值模拟

长沙综合枢纽双线船闸共用引航道,船闸引用流量大,在灌、泄水时引航道内形成非恒定流,水流十分复杂.为确保引航道内船舶航行和停泊安全,采用三维数学模型对船闸最不利运行工况下引航道内复杂非恒定流进行了深入研究,分析了复杂水流形成机理、发展和传播过程,获得了不利工况下的波高、波速、比降和系缆力等水力要素,提出并研究了双线船闸错峰运行和增加船闸旁侧泄水等改善措施,有效改善了引航道内水流条件.研究成果已应用于依托工程中,船闸试运行表明研究提出的改善措施十分有效,该成果可供类似工程参考借鉴.     

大型超高水头船闸输水系统型式研究与展望

高水头船闸输水水流携带巨大能量,可能对船闸输水系统运行安全及闸室内船舶停泊安全产生危害,选择合理的输水系统型式对保障工程安全至关重要。随着大型超高水头单级船闸——大藤峡船闸的开工建设,研究发现目前已成功运行的输水系统型式不能满足该工程需要,亟需消能效果更好的输水系统。结合大藤峡船闸工程相关研究,参考国内外已建高水头船闸输水系统布置的成功经验,总结了高水头船闸不同输水系统型式与船闸运行水头和闸室尺度规模的匹配关系,介绍了适应大藤峡船闸工程特点的自分流全闸室出水4区段等惯性输水系统型式,提出了消能效果更好的带内消能工的输水系统新体型,可供类似超高水头大型船闸的设计和研究借鉴。     

超低水头水轮机动静干涉效应的数值模拟研究

采用RNG k-ε湍流模型对一可用于小水电、越浪式波浪能发电的单级超低水头水轮机进行了全流道三维非定常流动计算,应用滑移网格技术考察了动静干涉效应。通过数值模拟计算,分析比较了不同流量下水轮机压力、轴向速度的脉动特性,以及轴向水推力、力矩的变化规律。结果表明：水轮机内流场周期性脉动明显,该周期性脉动主要由静叶尾迹与动叶间的干扰所引起,脉动频率以叶片通过频率为主;随着流量（水头）的增加,无叶区压力、轴向速度的波动幅值均逐渐增大。     

下福水利枢纽船闸设计简况

根据下福水利枢纽工程为日调节径流式低水头水电站的特点,结合工程的实际情况,对船闸设计依据及基本资料、船闸布置、运行方式进行简要论述。     

潮州供水枢纽船闸液压缸故障分析及处理

通过对潮州供水枢纽船闸人字门液压缸故障的分析并进行处理，使设备达到良好的运行状态，消除故障，为其它电站类似设备的故障处理提供经验与借鉴。     

飞来峡水利枢纽船闸液压启闭机设计

通过分析飞来峡水利枢纽船闸的具体情况，确定液压启闭机系统泵站的布置形式，合理地采用备用泵方案，并根据闸门的运行要求，设计安全可靠的系统回路，并对各液压元件进行选型和设计。     

低压孔口式膜灌袋水力特性研究

为了提高灌水效率,实现高效节水目的,提出一种基于蓄水于袋理念的灌溉技术。通过自制试验装置在0.3 m低压水头下对不同规格的膜袋进行出流试验,运用水力学原理,对水头损失、沿程孔口出流量的变化进行研究,并对灌水器制作精度及灌水均匀度进行分析。研究表明:孔距相同时,孔径为0.6 mm的膜袋水头损失大于孔径0.5 mm的;孔径相同时,孔距为30 cm和40 cm的水头损失基本相同。孔距相同时,孔径0.6 mm膜灌袋的孔口平均流量均大于孔径0.5mm的;孔径相同时,孔距40 cm膜袋的孔口平均流量均大于孔距30 cm的。试验处理条件下的孔口制作偏差均小于等于0.10,优良率为100%,满足灌水器质量标准。孔距30 cm和40 cm、孔径0.5 mm和0.6 mm的4种规格膜袋灌水均匀度均在80%以上,属于高均匀度节水灌溉技术。     

突扩廊道体型减免高水头船闸输水阀门空化研究

高水头船闸存在的主要关键技术问题是船闸输水阀门的空化与空蚀问题.本文在综合研究国内外改善输水阀门空化的措施基础上,提出了突扩廊道体型以及减免输水阀门空化,通过物理模型试验和原型观测研究,充分论证了突扩廊道体型减免空化的效果.结合三峡工程连续五级船闸水力学试验研究,优化了突扩廊道体型,提出了结构简单、具有很强抗空化能力的底扩体型.闽江沙溪口船闸水力学原型观测成果表明,突扩廊道体型减弱了阀门空化强度,起到了保护阀门和廊道边壁免遭空蚀破坏的作用,保证了该船闸的正常运转.     

不同浸水时间的黄河下游堤防稳定性研究

对不同浸水时间的黄河下游堤防堤身土体的强度指标进行了直接快剪和不固结不排水三轴剪切试验,结果表明:①土体的黏聚力随浸泡时间的增长大幅度下降,浸泡5 d后,壤土的最大降幅为72.6%,沙壤土的最大降幅为62.8%,而土体的内摩擦角变化较小;②在经过洪水的长时间浸泡之后,堤防的稳定性大大降低,且浸泡时间越长降幅越大,洪水浸泡1 d后堤防稳定安全系数降低36.2%,浸泡5 d后稳定安全系数降低58.2%.     

高水头水电站钢管整体水压试验实践

采用连续充水、整体升压,按试压段不同的压力要求,当试验压力值达到要求时,关闭该旁通阀进行分段保压、检查。保压检查无异常时,再按加压顺序的逆向操作,遂级卸压连续放空。采用此程序和方法进行水压试验,安全可靠,且工期短、效率高、成本低,是高水头水电站的引水钢管整体水压试验的优选方法。