台阶式泄槽溢洪道设计方法综述

台阶式溢洪道因其显著的消能、掺气效果而倍受工程界的关注.在许多试验研究的基础上,提出了台阶式泄槽溢洪道泄槽及降低护坦式消力池的水力计算方法.台阶式溢洪道泄槽的设计主要包括泄槽倾斜角度、台阶高度和长度确定、泄槽边墙高度确定、台阶上的压强计算及防空蚀破坏措施的确定3部分.尽管台阶式溢洪道受到世界各国水利界人士的强烈关注,并进行了大量的试验研究,但目前对于台阶式溢洪道的系统计算方法研究尚未看到报道,因此,对台阶式溢洪道系统计算方法的研究具有重要的现实意义.     

台阶式消能工在新疆米兰河水库的应用

台阶式溢洪道是近几年发展起来的新型消能型式。米兰河水库工程溢洪道经过水力计算与水工模型试验,采用台阶消能,大大减小了陡槽末端的消力池尺寸,减少了工程量,节省了投资。     

中桥水库泄水建筑物泄洪消能设计

中桥水库工程岸边开敞式溢洪道设计,采用分流墩消除闸墩尾部水翅、泄槽末端设分流趾、消力池内设消力墩的综合消能方式,使溢洪道水流平顺,消力池内形成稳定水跃,出泄水流与下游水位衔接良好,避免了对下游河床的冲刷。     

德泽水库溢洪道阶梯式消能设计

牛栏江—滇池补水工程德泽水库溢洪道布置在左坝肩,若按常规设计采用底流消能,消力池入池水流流速高达42.37 m/s,所需消力池长度过长,致使现场难以布置。为降低入池水流流速,减少消力池长度,在溢洪道泄槽段布置了阶梯式消能工,使水流在下泄的过程中消耗部份能量。水工模型试验表明,设置阶梯式消能工后,消力池内流速可减少到25 m/s,达到了减小入池流速、缩短力池长度、降低抗冲耐磨难度的目的。     

黄山洞水库溢洪道除险改造消能研究

黄山洞水库溢洪道陡槽段为变宽、变坡的梯形断面陡槽,由于其溢洪道泄流能力不足、陡槽段坡面结构老化和开裂、下游河道河床下切和水位下降、消力池消能不充分等原因,需进行除险改造。通过水力模型试验,将原溢流宽顶堰修改为驼峰堰,满足了溢洪道泄流能力要求;陡槽段设置了不连续的外凸型价梯,削减了溢洪道陡槽段泄流能量,降低了陡槽段和下游消力池入池流速,改善了陡槽段流态,妥善解决了溢洪道下游消能防,中问题。本项目成果已付诸工程实施,效果良好。     

台阶式消能的水力特性及计算

介绍了台阶式泄槽的水力特性及特点，引进了经试验拟合或理论推导的3种计算台阶式泄槽消能率的公式及图表，并通过实例进行对比分析，表明台阶式泄槽可将势能大量消耗在顺台阶下泄的过程中，从而减小了下游消力池的长度和深度，为一个较好的有发展前途的消能方式。     

弯曲溢洪道多级跌水与底流复合消能研究

弯曲溢洪道改扩建工程常需经过模型试验研究确定其消能优化方案,针对汤河水库除险加固工程改建方案中弯曲泄槽段急流冲击波及消能不充分等问题,通过水力学模型试验研究,推荐采用多级跌水与底流复合消能方式。在弯曲段一级消力池入口及出口设置斜向高低坎,二级消力池入口加消力坎、尾坎后设置防冲槽,形成多级跌水、两级消力池、消力坎、防冲槽等不同消能元件的组合,不仅有效利用了地形,而且改善了泄流流态,妥善解决了消能防冲问题。更多还原     

关于水工模型优化溢洪道设计方法分析

对溢洪道原设计方案按1∶40建立水工模型，对水库不同运行工况下溢洪道泄流能力、泄槽流态及消力池消能效果进行水工模型试验。水工试验通过试验-修改-试验等过程和反复探索，优化枢纽布置、建筑物型式和有关设计参数，为设计最终优化方案提供可行、可靠的依据。通过水工模型试验成果对原设计方案进行局部优化，较好地解决溢洪道泄流能力不足、泄槽流态波动大及消能效果不佳等问题。     

软基上大规模溢洪道消能防冲加固设计研究

岳城水库溢洪道消能工采用三级消力池底流消能方式布置,溢洪道修建在第三纪粘土和砂壤土组成的软基上,且具有规模大、标准高、泄流能力强等特点,这给消能防冲设施工效及安全提出了高标准要求。溢洪道现状存在泄槽边墙高度不足、下游消能设施不完善等安全隐患,参考岳城水库安全鉴定的评价结论,提出了溢洪道"边墙加高+左堤固坡+下游防冲设施加固"的综合方案,水力学计算和物理模型试验成果表明,加固后的溢洪道消能防冲设施工程效果显著。     

玉环里墩水库溢洪道消能试验研究

里墩水库溢洪道原设计采用光滑收缩陡槽后接消力池的布置方案。为优化溢洪道的消能工型式，进行了水工模型试验研究。针对因陡槽收缩引力的消力池内产生大回流，水流振荡激烈、消能不充分等不良现象，进行了多组消能布置的试验比较，提出了阶梯式等宽陡槽皇接渐缩消力池的联合消能型式。     

石津干渠赵陵铺进水闸下游消能设计简

赵陵铺进水闸是石津干渠由上游岗南、黄壁庄水库引水的重要建筑物,其消能安全不仅影响着建筑物自身,同时对石家庄市北防洪大堤也存在一定威胁。根据工程新的设计工况,对原有消能防冲设施进行复核,同时增设二级消力池,并根据工程条件限制,在满足消能要求的前提下尽可能使工程布置紧凑,减小偏流影响,消能充分。     

台阶式溢洪道消能特性的研究

结合斯木塔斯水电站台阶式溢洪道水力学模型试验结果,引入了相对消能率和单宽消能功率,总结了台阶高度、单宽流量与消能率、相对消能率和单宽消能功率的变化规律,重点研究相对消能率的变化规律。研究表明,流量增加时台阶溢洪道的相对消能率和单宽消能功率逐渐增大,表明台阶所起到的消能功效增强了。     

冲击式消能箱在宾阳清平水库主坝输水隧洞中的应用

清平水库主坝输水隧洞灌溉管为压力圆形钢管出流,原消能设计采用消力池,钢管出口射流对与消力池连接的渠道边墙产生剧烈冲击,受冲边墙基础被淘空,在墙后形成两个大塌坑,严重影响灌溉渠道的正常运行,整改后用冲击式消能箱,消能效果显著改善。冲击式消能箱具有消能效率高、工程投资省、施工简便、空间体积小等优点,对受地形、地质条件限制的有压管出流消能工程,冲击式消能箱具有推广运用价值。     

底流消力池墩栅联合消能工水力特性数值模拟研究

针对低弗汝德数底流消力池消能不充分、流态紊乱及底板时均动水压强过大而造成失稳破坏的问题,通过采用数值模拟的方法,对传统消力池内分别加设趾墩-悬栅、消力墩-悬栅、T型墩-悬栅联合辅助消能工,分析各联合辅助消能工的水力特性及消能规律。结果表明：消力池内布置3种墩栅联合辅助消能工后,相较于传统消力池,水面流态趋于平稳,消力池底板最大时均动水压强分别减小了50%、25%、12.5%,消能率分别提高了3.13%、6.06%、5.24%;相较于同种墩型消力池（未加悬栅）,消力池底板最大时均动水压强分别减小了20%、25%、12.5%,消能率分别提高了0.17%、3.05%、0.39%;趾墩、消力墩、T型墩与悬栅辅助消能工联合运用具有优势叠加效应。本研究可为解决同类底流消能问题提供参考。     

闸后两种消能型式的试验对比研究

新疆渠首大部分修建在出山口位置,夏季河道洪水峰高量大,携带泥沙多、持续时间短,洪水对泄洪闸下游河床淘刷严重,威胁闸室稳定。工程建设中主要采用斜护坦+深隔墙和斜护坦+裙板两种型式进行消能防冲处理。为了分析这两种型式的消能效果,选择塔尔朗渠首工程,通过水工模型试验进行了对比研究。试验反映出,两种消能工都具有较好的消能效果。裙板的倒坡构造还能够使洪水产生部分回流,将河床质泥沙带回齿墙部位,从而减小了齿墙部位的淘刷。为此,试验中重点开展3种结构尺寸的裙板消能试验。试验结果表明:长度为6m的裙板消能型式与深齿墙消能型式的冲刷深度接近,冲坑深度最浅;但裙板消能冲坑最深处距离齿墙的位置却大于深齿墙消能型式。因此,裙板消能型式在满足消能效果的同时,能够较好地保护斜护坦齿墙不被淘刷,从而提高齿墙的安全性能。     

面流消能的消能率计算：面流消能试验研究之二

论述了面流消能的消能机理,并应用量纲原理分析了试验成果,总结出了面流消能五种典型流态旋滚区消能率的计算式,可供设计选择消能效果好的流态作为主要的应用流态时参考。     

小浪底工程多条隧洞泄洪布置的特点与消能问题

结合黄河小浪底工程泄洪建筑物下游消能的试验研究，总结了多条隧洞泄洪布置的特点与消能问题．该工程泄洪消能布置的特点是：布局紧凑，多条隧洞集中布置，下游设一综合消力池，池内设二道纵向隔墙，分为三个小池，消力池下游接泄水渠，使水流平顺地导入主河道．为解决其消能问题，采用洞内多级孔板消能，优化出口体型，调整消力池尺寸等措施，充分利用了消力池的长度和宽度，取得了较为满意的效果．     

水工隧洞内消能工的研究及应用进展

对于高水头、大流量的水电工程,以往的消能工具有一定的局限性,研究表明,把大面积遭受高速水流作用改为局部承受的消能方式,是高坝泄洪消能的一条有效途径。内消能工主要有孔板(洞塞)式消能工、旋流式消能工、消力井等3种形式。实践表明,内消能工对改善大坝下游水流流态,保护下游环境,保障下游边坡稳定等有积极作用,综合考虑,旋流式消能工具有较大优越性。对水工隧洞内部消能技术尚需开展进一步的研究与实践。     

台阶式溢洪道的消能及其应用价值的探讨

作者总结了溢洪道消能率的计算公式、消能率的影响因素、台阶式溢洪道的适用范围;对某水库的台阶式溢洪道和光滑面溢洪道的两个方案在消能效果、消力池长度等方面进行比较,分析了这两种方案各自的特点。结果表明,台阶式溢洪道消能主要集中在台阶段,而且相对于光滑面溢洪道,大大缩短了消力池的长度,降低了投资。     

阶梯式溢流面消能特性研究

通过物理模型专题研究,并结合国内外相关研究成果,对阶梯式溢流面的消能特性作了较系统的探讨。论述了阶梯式溢流面消能率的影响因子及规律,研究表明,消能率大小与溢流面坡度关系不大,而与单宽流量、阶梯高度及数目存在着定量关系。
关 键 词： 阶梯式溢流面;光滑溢流面;消能率;相对消能率