陡坡导流隧洞进口体型试验研究

陡坡导流隧洞由于坡度较陡,洞内流态不好控制,进口体型优化比较关键。针对某项目施工导流工程进行了1∶85水工整体模型试验,通过对进口、洞身流态进行比较,提出了隧洞进口布置形式的推荐方案,结果表明:方案一进口顶部采用椭圆形式,虽然在2级流量下,上游水位大大降低,但在导流设计流量条件下洞身形成明满流交替现象,对洞身安全不利;方案二隧洞进口采用锐缘形式,使导流洞的泄流能力、进口及洞内流态、压力特性均满足设计要求,可确保在各级导流流量下,洞身段均为明流,故建议将其作为推荐方案。研究成果可供设计参考应用。     

乌东德水电站导流洞改建体型试验研究

乌东德水电站5号导流洞承担水库蓄水期间向下游供水的要求,为保证高速水流条件下的泄流安全,改建体型采用了底部开洞的非常规二级洞塞消能型式。通过物理模型试验,分析了该体型的流态、流速、时均压力、脉动压力等水力特性。试验成果表明:采取高水位弧门控泄的工程措施后,有效降低了出口流速和水流脉动压力,从而确保了工程的运行安全,相关经验可供类似工程参考。     

隧洞洞内消能设计与研究

九甸峡水利枢纽为引洮供水工程水源地,总干渠1#隧洞兼作渠首电站引水发电隧洞,输水流量变幅大。库水位变幅大,隧洞洞内将形成无压明流、半有压流、明满流过渡及有压流等不同的复杂变化流态型式,运行工况复杂多变。库水位和总干渠引水流量的较大变幅,以及所引起的复杂多变的运行工况,是研究解决的主要技术问题和技术关键,主要采用工程设计与技术方案确定,以及整体水工模型试验验证等方式进行。研究的重点是高水位下引取小流量,以及低水位下引取大流量工况的运行特性与要求。通过试验验证确定进水口、隧洞洞身及工作闸后消能段建筑物总体布置与体型;各部位不同工况水流形态与压力分布;隧洞洞身水力糙率与输水流量;消能建筑物型式与布置;水面波动消除设施;高流速段防冲减蚀措施等,可为同类工程设计借鉴。     

大坡降复合式水平旋流内消能泄洪洞阻塞扩散段试验研究

以两河口水电站3#导流洞改建为复合式大坡降水平旋流内消能泄洪洞为例,对大坡降水平旋流洞末端和导流洞之间的衔接方式进行了试验研究。提出了阻塞渐扩和阻塞突扩两种不同的衔接方式,并对两种旋流扩散体型局部流态及壁面压强、断面掺气浓度、旋流扩散轨迹等水力特性进行了量测与分析,得到各体型旋流扩散段流态及各项水力特性随上游水位变化的基本规律。     

白鹤滩水电站尾水洞明满流段优化试验研究

白鹤滩水电站尾水隧洞末端部分洞段由导流洞改建而成,尾水位较低时,存在明满流现象,对输水系统安全有重要影响。本文采用模型试验方法,对明满流段的流态及体型优化进行研究。结果表明:过渡过程中,尾水洞内正反向水流相叠加,产生水面涌波,触顶后形成眀满流,并伴随压力脉动现象。脉动压力的极值远小于隧洞衬砌压力的设计值73.5 m,对尾水隧洞衬砌段结构影响较小。结构优化研究表明在尾水隧洞出口设置逆坡堰及优化衔接段坡度,可有效改善明满流流态。     

大坡降复合式水平旋流内消能泄洪洞阻塞扩散段试验研究

以两河口水电站3#导流洞改建为复合式大坡降水平旋流内消能泄洪洞为例,对大坡降水平旋流洞末端和导流洞之间的衔接方式进行了试验研究。提出了阻塞渐扩和阻塞突扩两种不同的衔接方式,并对两种旋流扩散体型局部流态及壁面压强、断面掺气浓度、旋流扩散轨迹等水力特性进行了量测与分析,得到各体型旋流扩散段流态及各项水力特性随上游水位变化的基本规律。     

猴子岩水电站导流洞改建非常泄洪洞体型研究

猴子岩电站非常泄洪洞由导流洞改建而成,非常泄洪洞体型的合理性及抗空化性能的好坏直接关系到该工程能否成功运行。本文通过研究,在常压模型试验的基础上,确定采用有压洞塞式泄洪洞改建方案：并通过减压模型试验,提出了“垂直射流＋直弯洞塞＋水平洞塞组”的消能模式,确定非常泄洪洞的最终体型。减压模型试验表明,该体型的抗空化性能满足工程要求。这一成果,为导流洞改建泄洪洞的推广应用开辟了新的途径。     

收缩式洞塞泄洪洞的消能和空化特性

本文结合某大型水电工程，采用试验和数值模拟相结合的方法，研究了洞塞泄洪洞的消能特性和空化特性。常压试验表明，通过设置两级洞塞及其他附属设施，整个泄洪洞总消能率超过了67.3%，两级洞塞的消能率达到36.0 %，洞塞的消能效果十分显著；减压实验表明，通过对洞塞体型的精细优化，泄洪洞有压段可以避免发生空化，洞塞本身具备一定的抗空化能力；通过数值模拟，揭示了泄洪洞有压段的流速场、压力场特性，直观地表明洞塞的突缩突扩作用形成了大体积的水流紊动，从而达到消能的目的。本文提出的洞塞体型及布置形式可供类似工程参考。     

收缩式洞塞泄洪洞的消能和空化特性

摘要：本文结合某大型水电工程,采用试验和数值模拟相结合的方法,研究了收缩式洞塞泄洪洞的消能特性和空 化特性。常压模型试验表明,通过设置两级洞塞及其他附属设施,整个泄洪洞总消能率超过了67.3%,两级洞塞 的总消能率达到36.0 %,洞塞的消能效果十分显著。减压实验表明,通过对洞塞体型的精细优化,泄洪洞有压段 可以避免发生空化,洞塞本身具备一定的抗空化能力。通过数值模拟,揭示了泄洪洞有压段的流速场、压力场特 性,直观地表明洞塞的突缩突扩作用形成了大体积的水流紊动,从而达到消能的目的。     

水电站放空洞及导流洞一体化流量系数分析

对高水头电站放空洞与导流洞结合的过流能力进行了水工模型试验,并采用CFD计算软件对放空洞有压段出口断面流量系数进行了计算。物理模型试验结果与数值模拟计算结果对比分析表明:不同水位下对应的放空洞压力出口断面数学模型与物理模型所得雷诺数都随库水位的上升而增大,上升幅度大致相同,且都有线性上升的趋势;前者流量系数为0.884～0.897,后者为0.902～0.904,最大绝对偏差为0.02,可见两者结果十分吻合;合理的压坡段坡度有利于增大结构过流能力。     

猴子岩2#泄洪洞体型优化

根据国内外导流洞改建泄洪洞的经验,认为猴子岩2#泄洪洞适合采用洞塞式内消能工,通过对其进行模型试验研究,从泄洪洞的泄流量、洞塞内的压力和空化数几方面进行了比较研究,对2#泄洪洞的洞塞体型进行了优化.经过优化后的推荐体型消能效率高,水流特性好,同时也有很好的空化特性.     

糯扎渡水电站3#导流洞堵头接缝渗漏 化学灌浆处理

1概述糯扎渡水电站下闸蓄水后,坝前库水位已达到高程770 m,3#导流洞堵头内渗压水头升高,渗水压力达到2.0 MPa,接缝灌浆管口涌水流量变大,单管渗水流量达到125 L/min,接缝灌浆施工难度大大提高。3#导流洞堵头段受F5断层及其影响带影响,围岩破碎,节理发育,且洞段处于地下水位以下,整体为Ⅳ类围岩。3#导流洞接缝灌浆灌浆过程中下游面堵     

导流洞采用“龙翘尾式”改建为泄洪洞技术的探讨

介绍一种导流洞采用＂龙翘尾式＂改建为泄洪洞的技术,即在导流洞尾部设竖井段、水平转弯段和下游消能段。该技术要求导流洞按照运行工况一次建成有压圆形,这样洞内高速水流带来的气蚀问题基本不存在。经过竖井段后,上游水位与出口底板水头差降低,水力学、闸门受力等结构问题的处理难度均相应降低。下游消能工即使存在气蚀,由于在洞外检修条件好,问题也容易解决。     

导流洞复合式出口消能体型的研究与应用

狭窄河谷中高水头、大流量、复杂地质条件的工程前期导流工程面临高速水流泄洪问题,对消能体型要求较高。基于水工物理模型试验对某水利枢纽导流洞出口消能体型进行优化探索,先后提出右岸导向、洞线偏移、左岸分流、强迫消能+左岸分流4种布置方案,通过对水流流态、流速和冲刷特性等水力参数进行测定和比选,最终推荐强迫消能+左岸分流的复合式消能体型,并对推荐体型对大小流量工况的适应性进行导流全过程试验分析。结果表明：复合式消能体型在各工况下消能效率较高,围堰及左岸近岸流速明显降低,分散水流能有效封堵回流,水面波动强度减弱,主流顺利归槽,冲淤情况良好,保护左岸免受冲刷。该复合式消能体型能够满足工程消能及安全稳定要求,可为具有类似特点的导流洞工程的出口设计提供参考。     

水平旋流内消能泄洪洞段与尾水洞段流态适用性研究

为了探究水平旋流内消能泄洪洞段与尾水洞段流态适用性条件,建立了一种新型的泄洪内消能工水力模型,即洞内淹没射流与水平旋流梯级内消能工。试验以原型流量1 200 m3/s、最大总作用水头150 m为标准进行了模型试验的体型设计,然后对设计的该消能工进行了1∶60.25几何比尺下的水工模型试验。结果表明:当1.5X/D9.1时,旋流洞内空腔直径沿程先增大后迅速减小最后平稳,当9.1X/D10.3时,空腔直径呈现出逐渐增大并最终稳定至r/D=0.45左右的趋势;上游水位对于下游尾水洞段的流态影响条件不大,当下游水位0.5D﹤h﹤0.85D时,旋流洞与尾水洞内会形成旋流远驱水跃流态,当下游水位0.85D﹤h﹤0.95D时,旋流洞与尾水洞会出现旋流临界水跃流态,当下游水位0.95D﹤h﹤3.2D时旋流洞与尾水洞会出现旋流淹没出流流态。     

刚果(金)布桑加水电工程施工导流水力计算

刚果(金)布桑加水电工程主要由水库、混凝土拱坝、引水系统和发电厂房组成。拦河坝施工采用隧洞导流方式,上下游围堰挡水,引水隧洞进口和混凝土主坝均位于上下游围堰形成的基坑之内。导流隧洞水力条件一般比较复杂,经常会出现有压流、无压流及半有压流情况,对此类情况进行分析,推导出导流洞泄流流量与水位关系,以确定导流建筑物设计方案及主体工程施工进度要求。     

变顶高尾水洞

变顶高尾水洞这种方式的特点是下游水位与洞顶的某一处相衔接,将尾水洞分成有压满流段和无压明流段。当下游处于低水位时,下游水位与洞顶较低处相衔接,此时有压满流段短,而无压明流段长,尾水管进口的真空度不会超过规范的要求。随着下游水位的升高,有压满流段的长度逐渐增长,无压明流段的长度逐渐减小,发生过渡过程时尾水管中负水击压力随之增大,但此时,下游水位升高引起淹没深度逐渐加大,两种压力叠加,尾水管进口的真空度仍不会超过规范的要求。     

水库放空兼导流洞水压力分布研究

导流洞是重要的水工建筑，水力特性复杂多变。以某水库为研究对象，进行水库放空兼导流洞水压力分布研究。结果表明，3种工况下，水流流经龙抬头段时，水流流动紊乱，流态非常复杂，在运行过程中会出现明满流交替的现象。龙抬头段调整后，有压段压力变化剧烈和龙抬头段明满流交替的问题得到解决。     

乌鲁木齐河分洪工程单级跌水体型对消能效果的影响

针对新疆乌鲁木齐河分洪工程渠系建筑物跌水数量多,且分为单级、双级跌水,消力池消能情况复杂,对分洪条件有一定要求等特点,采用1∶20几何比尺建立了单体水工模型,通过模型试验,观测和分析了最大分洪流量下多种体型的单级跌水上下游渐变段和消力池内的水位、流态及流速分布,并通过能量方程计算消力池的消能率。文章对单级跌水四种体型的试验情况进行分析,给出四种体型的消能率和水流流态,为工程设计和施工提供技术支撑。     

压坡渐扩式出口泄洪洞水力特性数值计算分析

为研究不同闸门开度及水位工况条件下，压坡渐扩式出口泄洪洞洞身及出口流态，采用RNG k-ε湍流模型对压坡渐扩式出口泄洪洞的水力特性进行数值模拟。结果表明：闸门全开时，泄洪洞全洞范围内均呈有压流状态，流态稳定；闸门非全开且水位较低时，洞内流态不稳定，容易出现明满流交替的运行状态；闸门小开度时，挑流鼻坎抬高了出口水位，受出口挑坎反弧阻滞作用，出口段流速有所减缓，挑距较小，水流易冲击坡脚。故对于压坡渐扩式出口泄洪洞，设计时有必要开展水工模型试验研究。