黄河龙口水利枢纽工程泄水建筑物设计

龙口地形条件适宜布置坝体泄流,考虑到龙口泄流同时还要兼顾冲沙和排污,因此泄水建筑物以底孔为主,并设有表孔以排污。底、表孔均为底流消能,通过计算及水工模型试验多方案比较,最终确定采用两级消力池。因为黄河泥沙含量大,硬度高,所以在底、表孔及消能工的过流表面采用抗冲磨混凝土,以提高建筑物的抗冲磨能力。     

头屯河水库放水涵洞底板抗冲磨加固方案及施工技术

头屯河水库放水涵洞由于泄流排沙造成明流段底板磨损非常严重,在抗冲磨加固中采用一级配C40F200W8钢筋混凝土,混凝土表面铺装球墨铸铁块作为抗冲磨保护层。实践证明,该施工技术的应用对放水涵洞底板的抗冲磨起到了良好效果,为类似水工建筑物的抗冲磨加固提供了参考。     

高速水流下新型高抗冲耐磨材料的新进展

随着西部大开发和西电东送发展战略的实施,我国要兴建一批大型高水头电站,其泄水建筑物泄流流速均达40～50m/s,对抗冲磨混凝土和过流面抗冲耐磨防护材料的性能提出了更高的要求,促进了水工抗冲耐磨材料的发展。近年来在新型高抗冲磨材料研究方面取得的进展主要包括:多元胶凝粉体新型抗冲磨混凝土的开发研究;降低高强抗冲磨混凝土体积收缩技术措施的研究;“海岛结构”环氧树脂合金抗冲磨防护材料的开发研究;聚脲高抗冲耐磨防护材料和喷涂技术研究;圆环高速含沙水流冲刷试验仪的研制等。     

泄水建筑物抗冲磨防空蚀设计

以长江葛洲坝水利枢纽为例，分析挟沙水流对混凝土的冲磨特征，总结出泄流建筑物表面抗冲磨的经验关系式，认为对于抗悬沙中磨，表面抗冲磨层厚度与水流流速，水中挟沙量，１年内冲磨天数，检修年限成正比，与混凝土材料抗压强度成反比。根据已建工程经验，提出泄流底表面抗悬沙冲磨层厚度不应小于０．４－０．５ｍ；对于抗石碴，推移质冲磨，其表面抗冲磨层厚度以０．５－０．６ｍ为宜，抗冲磨层材料强度在Ｃ５０左右。     

水工泄水建筑物抗冲耐磨高分子护面材料综述

水工泄水建筑物受高速夹沙水流冲刷及推移质撞击冲磨,是水利水电建设中有待解决的重大问题。结合实例阐述了现有高分子护面材料在水工泄水建筑物抗冲耐磨保护中的应用及研究动态,分析了聚合物砂浆、喷涂弹性体、耐磨涂料各自的优缺点。指出新型纳米耐磨涂料是抗冲耐磨护面材料的一个重要发展方向,讨论了其在水工泄水建筑物上应用需要解决的关键技术问题。介绍了一种能经受40 m/s流速的新型纳米抗冲磨面层涂料的制备方法,经高速圆环法试验表明,具有优异的抗冲磨性能。     

球墨铸铁在头屯河水库放水涵洞底板抗冲磨 加固中的应用

头屯河水库放水涵洞作为水库泄流排沙的主要通道，运行多年，工作闸室和明流段底板磨损非常严重。因此，在其抗冲磨加固实践中采用了一级配C40F200W8钢筋混凝土表面铺装球墨铸铁块作为保护层的技术。实践证明，该技术对放水涵洞底板的抗冲磨起到了一定的作用，球墨铸铁块优异的抗冲磨性能也得到了充分体现，为类似水工建筑物的抗冲磨加固提供一定的参考。     

HF抗冲磨混凝土在桐子林水电站工程中的应用

桐子林水电站泄流建筑物由7孔泄洪闸组成,具有单宽流量较大、工程运行期流速大、运行时间长等特点,对泄流面混凝土抗冲磨性能提出较高的要求。在总结国内抗冲磨混凝土科研和工程实践经验的基础上,提出了采用HF抗冲磨混凝土,并根据工程混凝土原材料特性,优化混凝土配合比,强化施工过程质量控制。实践表明,抗冲磨混凝土施工方案合理,可满足工程要求。     

压延微晶面板在水利水电工程中的应用研究

压延微晶面板具有抗冲磨、耐腐蚀、抗冲击等优点,在工业领域得到了广泛应用,但在国内水利水电工程上尚无相关研究成果和应用实例。从压延微晶面板的材料性能入手,结合水工建筑物过流面对抗冲磨性能的要求,开展了将微晶面板用于水工建筑物过流面抗冲磨防护的可行性与实施方案研究,在此基础上详细介绍了该研究成果在四川省美姑河坪头水电站3号泄洪闸下游消力池的成功运用,并对后续改进思路及研究方向提出了合理建议。     

水工建筑抗空蚀抗冲磨特种混凝土的应用研究

(一)前言水工泄水建筑物的冲刷磨损和空蚀破坏,一直是水利水电建设中有待解决的问题。大量实践证明,水工混凝土的抗空蚀、抗砂砾石的运动摩擦和跳跃冲击的能力是有限的。研究采用特种混凝土以提高水工建筑物的抗冲磨、抗     

修补过流面混凝土缺陷的新型抗冲耐磨材料研究

含砂高速水流对水工建筑物过流面混凝土的冲磨破坏是水电工程建设和运行中的疑难问题。在优选的胺类—环氧树脂固化体系抗冲磨材料配方中,加入增韧剂GXY后,制备出具有“海岛结构”的合金增韧型双组分抗冲磨材料,常温、低温（0℃左右）可固化,粘结、抗压、抗冲磨强度等力学性能高,配制、施工操作简便、适应性强、能在潮湿面施工,是一种性能优良的用于水工建筑物过流面防护和缺陷修补的材料。     

聚氨酯(聚脲)弹性体抗冲耐磨材料在水工泄水建筑物上的应用研究

水工泄水建筑物表面涂复一层具有优异抗冲耐磨性能的聚氨酯(聚脲)高分子弹性体材料,抵抗过流时高速水流(有时含推移质)冲磨对建筑物的破坏,起到"以柔克刚"的功效,为减缓水工建筑物高速水流冲磨、气蚀破坏提出了一条新的解决途径.     

轴流泵装置分部结构对装置性能的影响分析

基于k-ε紊流模型和雷诺时均N-S方程,运用CFX软件对轴流泵装置进行三维流动数值仿真计算,分析各分部结构对水泵性能及泵装置性能的影响,以找寻泵装置优化设计中的关键部件。计算结果表明,肘形进水流道能保证良好的进水条件,使叶轮进口流速均匀度达到90%以上,叶轮效率达到92%左右的较高数值。肘形进水流道的水力损失取决于弯肘段的水力损失;出水流道产生的水力损失在整个泵装置中占比最大,出水流道弯段和出口的水力损失为主要部分;因此进水流道弯段和出水流道是泵装置优化设计的关键部件。出水流道中涡量沿程减小,在流道弯段涡量下降最大,且流量越小下降的越大。     

水流掺气设施布置型式的研究总结与展望

泄水建筑物在高速水流的作用下常发生空蚀破坏,通常工程中采用掺气减蚀措施来达到对水工建筑物保护的目的。为了总结不同的水流掺气布置型式在高水头大流量的泄流建筑物中的可利用性和重要性,以及各自的主要特点及优缺点,综述了不同型式的掺气措施的结构、原理和工程应用;并对在不同的水力条件下掺气设施布置型式的优化选择及掺气设施布置型式的相关研究进行了总结与展望。     

乌东德水电站表孔体型优化研究

乌东德水电站坝址处河谷狭窄,覆盖层深厚,施工详图设计阶段拱坝厚高比增加,表、中孔相对位置发生变化,存在表孔自由溢流水体击打中孔弧门、表中孔水舌碰撞后形成的横向溅水冲击透水边坡及水垫塘底板冲刷较深等问题。通过1〖DK(〗∶〖DK)〗50水工整体模型试验及方案比选,对表孔出口位置、型式进行了优化研究,使表孔水舌横向扩散,纵向分层明晰,表中孔碰撞消能后水垫塘底板冲刷轻微,边坡横向溅水强度基本与自然降水相当。研究成果可为工程设计及安全运行提供技术支撑。     

三门峡大坝双层泄水孔原型噪声观测与底孔改建设计

三门峡大坝泄流排沙孔原为施工导流底孔，其体型不满足黄河高含沙水流的要求，泄水后其斜门槽、工作门槽导轨等部位发生严重破坏。为了查明破坏机理，提出合理的改建措施，于１９８９年对双层泄水孔进行了原型噪声观测。本文介绍了噪声测试水流空化的原理、方法及成果，对照水工模型试验及底孔破坏情况进行了分析，对改建方案进行了论证。此次原型噪声观测为水工建筑物水流空化情况测试和判断提供了新的途径，底孔改建为改善水力条件     

泵站进水池构筑物布置形式对水流的影响

为分析泵站进水池中构筑物布置对水流的影响,采用CFD技术模拟计算了进水池中不同构筑物布置形式的水体流动状态。计算结果表明:在进水管两侧设置水泵梁,对进水池流态及喇叭口出口水力性能基本无影响;进水侧水泵梁改为检修平台,平台下方出现横轴漩涡,喇叭口出口水力性能略有降低;进水管后侧设置检修平台,切断了进水池表面及两侧近壁区水体进入喇叭口的通道,出口水力性能降低;在池内设置检修胸墙,改变了表面水体流动方式,造成喇叭口单向进水,出口水力性能下降明显;同时设置检修胸墙及进水管后侧检修平台,池内水流紊乱,喇叭口单向进水,出口水力性能最差。因此,除水泵梁外,进水池中应避免设置其他构筑物。     

水工水力学研究进展与展望

回顾了中国水利水电科学研究院建院50年来水工水力学研究的重点内容、创新成果、技术路线、指导思想、以及未来的展望。主要内容包括：高水头泄水建筑物的泄洪消能新技术;高速水流的空化、空蚀、掺气、脉动、流激振动、水流雾化的原理与防范措施;输水及水力控制;明渠不恒定流;近代的城市水力学及景观等问题。特别突出论述了50多年来水力学研究所本着科学研究为生产建设服务、生产发展促进科学研究进展的基本原则,遵循着理论研究、模型试验与原型观测三结合的技术路线,主要研究手段的重要性和先进性,及其为生产管理与理论研究所起到的重要作用。在此基础上,提出了今后工作的展望与建议。     

急弯段闸孔出流的弯道水流特性研究

在河弯处修建水工建筑物时,研究弯道水流特性对水工建筑物布置的影响十分重要。采用RNCκ-ε紊流模型对急弯段闸孔出流的弯道水流进行了三维数值模拟。通过模拟计算,比较分析了急弯段不同闸位、不同流量条件下闸孔过流时的流速分布、紊流动能、压强分布和环流等相关水流特性与变化规律。分析研究结果表明,闸坝位于弯道上游时,弯道对闸坝过流的影响最小,但需对闸坝下流弯道凸岸岸坡附近区域采取一定的防护措施;闸坝布置在弯道中游时,过闸水流受弯道的影响最小,闸室水流的稳定性、闸门的工作安全以及闸墩的空蚀破坏都是实际工程中需要注意的重点。数值模拟验证与物理模型试验结果吻合较好,计算精度较高,能够满足相关计算研究要求。     

护岸不护底水垫塘底板冲刷特性试验研究

针对乌东德水电站下游水垫深厚的特点,坝后水垫塘拟采用护岸不护底布置型式。通过1∶100水工整体模型试验,观测分析了坝后水垫塘底板基岩的冲刷特性。不同型式泄水孔对底板冲刷影响的比较研究表明:在边表孔挑角、中间表孔俯角的布置格局下,较大泄量工况时,底板基岩均受到不同程度的冲刷;表孔挑坎段增设齿坎不能有效减轻底板基岩的冲刷;在边表孔俯角、中间表孔挑角的布置下,底板基岩冲刷较轻微。     

输水隧洞坡角对侧式进/出水口水力特性影响研究

抽水蓄能电站侧式进/出水口具有双向过流的特点,进/出水口自身体型参数对其水力特性具有很大的影响,但连接的输水隧洞布置型式也同样会影响进/出水口水力特性,若输水隧洞布置不恰当,将可能导致进/出水口出现不利的水力特性。利用RSM紊流模型,以某侧式进/出水口为研究对象,在进/出水口体型不变的前提下,研究出流工况不同隧洞坡角对进/出水口内部流态、拦污栅断面流速不均匀系数、水头损失系数及流量分配等水力特性的影响。结果表明,当隧洞坡角等于扩散段垂向扩散角时,进/出水口内部流态较好,反向流速区的沿程范围、拦污栅断面流速不均匀系数及水头损失系数均最小。因此,当进/出水口扩散段垂向扩散角不大且各隧洞坡角均满足地形、地质条件的情况下,隧洞坡角等于扩散段垂向扩散角时,可获得较优的水力特性。