出山店水库泄水建筑物消能工优化试验研究

出山店水库泄水枢纽校核工况最大单宽流量达到121.7m3/s,是典型的低水头、大单宽流量泄水枢纽工程,消能防冲问题突出.采用整体水工模型试验,比较研究平尾墩T形墩联合消能工的原设计方案和宽尾墩T形墩联合消能工的优化设计方案,对比分析了消力池、海漫内流速分布、出池坡顶流速大小、消力池消能率情况.试验结果表明宽尾墩T形墩联合消能工有效降低了出池坡顶流速,提高了消力池消能率,并且对泄水建筑物的泄流能力影响较小.试验说明本工程中运用宽尾墩T形墩联合消能工消能防冲效果良好,优化设计方案为解决消能防冲问题的合理方案,该结论为工程设计提供了有力的依据.     

龙开口水电站挑流消能方式

龙开口水电站坝址处河床窄、泄洪频率高、流量大,是典型的大单宽流量高混凝土坝,此类工程对泄水建筑物的消能防冲效果和运行安全性都有很高的要求.以水工模型优化试验为手段,通过对各典型工况消能防冲效果以及流态的研究,得出宽尾墩挑流方案的不足之处,同时探讨并论证了大差动-舌形坎挑流方案的优越性.研究成果对同类型工程枢纽的消能防冲设计有一定的借鉴意义.     

大流量水电站表孔泄洪消能体型试验

大流量水电站的消能设计历来都是非常复杂和困难的.在1:60溢流坝表、中泄水孔断面模型上对密松水电站泄水建筑物的布置方案进行了泄流能力、流速流态、压力分布等相关水力学问题的试验研究,并通过10多个方案的比较优化,提出了基本可行的泄水建筑物体型和消力池型式.研究成果表明:表孔取消宽尾墩,采用跌坎式消力池方案,可有效降低底流消能时的池底板流速,同时消除宽尾墩形成的水翅击打两侧导墙现象,达到了较满意的消能效果.试验成果对该工程设计提供了较好的参考方案,并对类似工程有很好的启发借鉴作用.     

官帽舟水电站泄洪洞出口形式优化试验研究

运用官帽舟水利枢纽整体水工物理模型,对溢洪道、泄洪洞体形结构进行试验研究.针对原设计方案中水舌冲刷右岸边坡且冲刷深度较大的问题,提出了4种优化方案,通过试验成果比较后,选择方案Ⅳ为推荐方案对泄洪洞挑坎体形进行修正.通过调整挑流鼻坎边墙形状、出口宽度、挑坎角度以及增加差动墩的方法,优化了泄洪洞出口挑坎,使下泄水流更顺畅,消能更充分,满足下游两岸防冲要求.     

马堵山水电站溢流坝消能方式再优化试验研究

通过马堵山水电站溢流表孔水工断面模型消能型式优化试验表明,采用矩型宽尾墩＋挑流的联合消能方式可以有效地消杀下泄水流的巨大能量,大坝下游河床冲坑深度明显减小,整体试验表明该消能方式能够有效地减小下游河道两岸回流范围和强度,为设计提供了科学依据。     

低Fr数非完全宽尾墩消能特性研究

为了在低Fr数底流消能中应用宽尾墩来增强消能效果,通过水工模型试验和数值模拟相结合的方法研究非完全宽尾墩的消能机理和消能效果。数值模拟的计算成果与水工模型试验成果吻合较好。研究表明:非完全宽尾墩对泄流能力影响很小,不会增大消力池底板脉动压力,且可以增加消力池内的速度梯度,达到附加消能的效果,即在提高消能率的同时,可以消除出池波状水跃。非完全宽尾墩布置方案对中小型水工枢纽布置有较强的参考意义。     

低Fr数非完全宽尾墩消能特性研究

为了在低Fr数底流消能中应用宽尾墩来增强消能效果,通过水工模型试验和数值模拟相结合的方法研究非完全宽尾墩的消能机理和消能效果。数值模拟的计算成果与水工模型试验成果吻合较好。研究表明:非完全宽尾墩对泄流能力影响很小,不会增大消力池底板脉动压力,且可以增加消力池内的速度梯度,达到附加消能的效果,即在提高消能率的同时,可以消除出池波状水跃。非完全宽尾墩布置方案对中小型水工枢纽布置有较强的参考意义。     

基于体型参数组合的Y型宽尾墩水力特性

水流经过宽尾墩后由于收缩挤射,产生三面掺气的大曲率水气交界面,流态异常复杂.利用数值模拟方法对Y型宽尾墩体型参数变化时的水力特性进行了分析研究.采用逐步收敛法比较分析12种不同体型宽尾墩泄流时的流态、水面线与流速分布、宽尾墩始折点处的佛汝德数及消能率等水力特性参数的变化规律.研究结果表明:随着宽尾墩收缩比增大,墩后水舌交汇点下部空腔增大,底流速整体上增大,佛汝德数增大,消能率略有降低;随着宽尾墩墩长增加,出闸水流的跌流趋势更加明显,流速增长加快,佛汝德数减小,消能率略有降低;随着上顶点与始折点高差增大,闸室内水面线升高且壅水效果更加明显,闸室内水流流速加大而消力池段流速反而减小,佛汝德数增大,消能率略有增加;随着始折点与上缩点高差增大,出闸水流纵向拉伸幅度降低,跌流趋势更加明显,佛汝德数增大,整体流速略微增大,消能率减小.     

挑流消能几个问题之管见

挑流消能是泄水建筑物最常用的消能方式之一。随着高坝工程安全与环境保护对泄洪消能要求的不断提高,新型的鼻坎形式及消能技术日益得到完善。针对高坝泄洪挑流消能工的水流挑距、冲刷、冲击等问题,从理论研究进展对工程实践中面临的问题进行了较为系统的综述,可为水利水电工程消能防冲设计、防洪安全及生态环境保护提供一定的参考。     

大隆水利枢纽溢洪道优化水工模型试验研究

通过建立大隆水利枢纽溢洪道水工物理模型,对溢洪道运行的水力特性和体形结构进行试验研究,优化了进水渠左导墙布置、控制段中墩形式和挑流鼻坎尺寸,使泄洪流态更平顺,水库调度运行更合理,满足消能防冲要求,减少溢洪道工程的工程量和造价.     

龙开口水电站的泄洪消能防冲试验

龙开口水电站泄洪流量大且坝址处主河床狭窄,泄水建筑物布置在主河床,电站置于右岸紧靠泄水建筑物．对于此类工程,消能防冲是主要问题．以水工模型试验为手段,通过多个试验方案,研究了溢流坝和泄洪中孔的消能效果、挑射水流消能后与下游河道水流衔接问题、下游河床及两岸的冲刷情况以及电站尾水出口水面波动情况．经对比分析并综合考虑消能防冲与发电相互影响因素,提出最优枢纽布置方案和泄水建筑物结构型式,另外也为岸坡防护提供了一定的依据．研究成果对大流量窄河床条件下的重力坝泄洪消能工程设计和同类型模型试验具有一定的借鉴意义．     

龙开口水电站的泄洪消能防冲试验

龙开口水电站泄洪流量大且坝址处主河床狭窄,泄水建筑物布置在主河床,电站置于右岸紧靠泄水建筑物.对于此类工程,消能防冲是主要问题.以水工模型试验为手段,通过多个试验方案,研究了溢流坝和泄洪中孔的消能效果、挑射水流消能后与下游河道水流衔接问题、下游河床及两岸的冲刷情况以及电站尾水出口水面波动情况.经对比分析并综合考虑消能防冲与发电相互影响因素,提出最优枢纽布置方案和泄水建筑物结构型式,另外也为岸坡防护提供了一定的依据.研究成果对大流量窄河床条件下的重力坝泄洪消能工程设计和同类型模型试验具有一定的借鉴意义.     

适合高坝的坝身旋流式竖井溢洪道设计

针对我国西部地区水电工程开发面临的坝高、流量大、河谷窄等问题,提出了新型的旋流式竖井溢洪道泄洪消能,并通过实验验证,为其结构设计提供了依据.     

新型射流消能的流态演变与极限临底流速研究

本文列举了多个水电站采用挑流及底流消能的应用情况及泄洪雾化特点。针对向家坝水电站所采用的多股多层水平淹没射流的消能型式,分析了影响其效率效果的17个物理参数。表孔单独泄洪条件下,消力池内分别呈自由射流、半潜射流、淹没射流及回复底流的流态演变;中孔单独泄洪条件下,随下游水位的变化,其出现偏流,并随下游水位的升高而消失,同时空间扩散比对其流态演变影响明显;联合泄洪,下游水位对其流态演变影响明显,同时表孔适当收缩对流态改变影响明显。研究表明：表孔单独泄洪,影响其最大临底流速的参数为出口跌坎高程和水流弗氏数;中孔单独泄洪,影响最大临底流速的参数主要为出口跌坎高程和跌坎底坡比;联合泄洪,影响其最大临底流速的为表孔收缩比、表孔侧收缩比、表中孔出口高程差、表中孔出口水流弗氏数及中孔跌坎底坡比。本文展望了高水头大流量低雾化泄洪消能的研究前景。     

阶梯-深潭系统消能率的试验研究(研究生论坛)

阶梯-深潭系统是高坡降河流上经常发育的一种河床结构,它能够形成阻力、极大的消耗水流能量,从而稳定河床。为了更加深入的了解阶梯-深潭系统的消能率变化规律和阶梯-深潭系统的优化设计,本文研究了阶梯-深潭系统在不同量级洪水下的消能率,并对构造的两种形式的阶梯-深潭系统在不同量级洪水下的消能率进行了对比分析。试验在云南省昆明市东川区蒋家沟内进行,试验沟道由泥石流堆积物上开挖而成,利用在沟道上游修建的水池来制造试验洪水,阶梯-深潭系统用直径0.3-0.5m的大石块构造。试验采用了两种典型的阶梯-深潭系统构造形式,一种为单个阶梯加较深深潭的构造形式,一种为多级阶梯加较小深潭的构造形式。试验结果表明,阶梯-深潭系统消能率最高能达到90%以上。阶梯-深潭系统的消能率随着洪水量级的增大会减小。在各种工况下,第一种形式的阶梯-深潭系统消能率要高于第二种形式,本研究为阶梯-深潭系统的优化设计提供了依据。     

高坝枢纽泄洪消能建筑物智能巡检与安全评价理论方法和技术研究展望

西南高坝枢纽众多,高拱坝泄洪孔口及水垫塘等泄洪消能建筑物的定期巡检与安全评价已成为保障工程安全运行的关键。受制于西南河流含沙水体、水下附着淤积等复杂苛刻检测条件,对高速水流与过流面损伤的耦合机制认识不清,缺乏损伤检测、评价的理论方法和技术手段等问题,高效精准巡检和科学全面评价仍存在诸多困难。针对西南高坝枢纽泄洪消能建筑物运行期面临的结构安全问题,系统开展高拱坝泄洪孔口及水垫塘过流面的磨蚀、裂缝等典型损伤特征及演变规律、损伤智能识别及结构安全风险评价等问题研究,揭示高速水流作用下过流面耦合损伤演变机理,突破适用于孔口及水垫塘等复杂环境的自适应智能巡检方法,研发多维感知信息的损伤智能分类与量化关键技术,并构建“巡检-监测-模拟”多源数据融合的泄洪消能结构安全分析与评价模型,并以大渡河大岗山水电站为典型案例,对智能巡检方法和评价模型进行应用验证,以期为高坝运行安全和损伤防控提供切实的理论和技术方法。     

淹没型旋流竖井泄洪洞流态过渡的数值模拟研究

旋流竖井泄洪洞的工程技术难题之一是：高尾水位淹没出流时的泄洪洞排气难, 出口易发生气爆。对此,本文采用数值模拟的方法,结合某泄洪洞工程开展了相关的研究,获得了各个流段不同的水流流态、流速、压强以及消能率的沿程分布和特性,计算结果与实验结果符合良好。分析了水流由强紊动掺气状态过渡到有压流动状态的转换机制及其对结构的影响,研究表明,泄洪洞内水平段可分为掺混消能区、气泡逸出区、气体排出区和平稳流动区,其中掺混消能区是消杀能量的主要区域,该新型旋流竖井泄洪洞在淹没条件下,气体能够顺利排出,流态转换平顺,压强分布平稳,可为类似工程参考。     

淮河干流荆山湖进、退洪闸设计特点分析

文章重点阐述了淮河干流荆山湖行蓄洪区进、退洪闸工程在工程规模论证、闸址选择、消能防冲、闸基加固处理、大体积混凝土抗裂等设计特点.     

大柳树水利枢纽对宁蒙河段的防凌作用研究

通过龙羊峡、刘家峡水库对宁蒙河段防凌作用的统计分析,指出了龙、刘水库防凌的作用在于调控凌汛期流量和出库水温,可使冰情减轻、内蒙古河段开河期冰坝减少;同时通过冰坝形成的数据统计指出封河期冰塞,开、封河期凌灾严重加剧的问题．根据大柳树水库的容量、调温、泄流特点,预测了宁蒙河段凌情变化,分析了大柳树水利枢纽防凌运用方式的有效性,运用流量计算方法分析了南水北调与大柳树水利枢纽防凌运用控泄流量的关系;根据计算分析成果推断了大柳树水利枢纽对宁蒙河段的防凌作用,并与龙羊峡、刘家峡水库对宁蒙河段的防凌作用做了比较,指出了大柳树水利枢纽防凌作用不可替代的地位和防凌优势．