闸孔出流流量推算方法研究

针对传统的孔流情况下流量系数关系曲线受闸门开启高度影响及关系曲线底部点据密集,上部稀少,点据分布极不均匀,不利于中上部系数分析等特点,提出了用闸上下水位差(或闸上水头)与闸孔过水断面平均流速建立相关关系来定线推流.所定关系曲线具有上下点据分布均匀,相关关系较高,无系统性偏差,且不受闸门变化的影响等优点,且此方法计算方便,推流简单,可推广应用于同类型无流量系数的拦河闸推求其孔流情况下的流量及过水量.     

有坎宽顶堰闸孔出流研究

研究了有坎宽顶堰闸孔出流临界水跃情况。通过动量方程及连续性方程推导,建立了该情况下共轭水深比与收缩断面处弗劳德数之间的关系式,并结合图表分析了有坎情况下坎高与收缩断面水深的比值对临界水跃跃后水深的影响。比较宽顶堰闸孔出流有坎与无坎两种情况下的跃后水深表明,在堰坎的扩散作用下,有坎情况下跃后水深小于无坎情况下跃后水深。通过模型试验验证,发现堰坎对临界水跃的影响十分显著,相对于无坎情况跃后水深有所减小,试验结果与理论计算结果吻合较好。     

闸孔出流定线方法浅谈

万福闸淹没孔流历年来一直采用堰闸流量系数法推流,由于受到闸门开启高度和下游潮汐涨落影响,关系曲线点据下部密集,上部稀少,点据分布极不均匀。笔者通过对堰闸流量定线方法的简要综述,详细介绍堰闸流量系数法与堰闸过水平均流速法在万福闸孔流推流中的具体应用,并通过误差精度和相关关系的分析比较,判别出适合万福闸孔流推流的定线方法。     

闸孔出流局部水头损失系数研究

为了填补现有水力计算手册中关于确定闸孔出流局部水头损失系数的空白,在当前闸孔出流水力计算理论与实践的基础上,根据能量方程导出了平板闸门闸孔出流局部水头损失系数ζ的定量计算公式.即ζ=0.610 3(e/H)3-0.290 8(e/H)2+0.117 5e/H+0.040 6,ζ随闸孔相对开度e/H的增大而增大,其变化范围为0.04～0.16.     

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。     

沟道约束条件下泥石流扇状堆积试验研究

为研究沟道约束对泥石流扇形堆积形态的影响,开展了7组室内试验,结果表明:①有、无沟道条件下泥石流形成的扇状堆积在纵、横断面和平面形态上有明显差异,有沟道约束的扇状堆积宽度、厚度和纵断面平均坡度均小于无沟道约束的,而扇状堆积长度和中部横断面坡度大于无沟道约束的;②沟道深浅对泥石流扇状堆积形态有一定的影响,最大堆积长度宽浅型<窄深型,最大堆积宽度和最大堆积厚度宽浅型>窄深型;③可以用沟道的水力半径来反映对泥石流的排泄能力,水力半径越大,沟道对泥石流的排泄能力越强,其形成的扇状堆积体在平面形态上越长越窄.     

水平进水口旋涡形成条件试验研究

通过模型试验,研究了水平进水口旋涡形成过程及对流量的影响,根据试验数据,经拟合得到了旋涡形成的临界淹没深度与水流弗劳德数的定量关系式.     

厦门马銮海堤开口建闸方案水动力研究

以马銮湾综合整治与开发工程为例,在马銮湾规划边界和开口方案基础上,通过物理模型试验方法,研究了不同开口建闸方案的水动力条件,结果表明9孔和19孔两种建闸方案水流条件相近,设置一定长度的隔流堤对改善闸门外航道和涤纶码头水流条件是有利的。更多还原     

水平进水口前临界淹没水深试验研究

旋涡是水工建筑物进水口前常见的水力现象,会给水工建筑物和水电设备带来严重的危害。消除旋涡最广泛采用的方法是保证进水口前的水深超过临界淹没水深。从实际工程应用计算考虑,利用水力模型试验,重点分析了弗劳德数Fr、雷诺数Re对临界淹没水深的影响,并由试验结果得到旋涡相对临界淹没水深H/D随弗劳德数Fr和雷诺数Re的变化规律。结果表明:临界淹没水深随着弗劳德数和雷诺数的增大而增大,并且与两者均有幂函数关系。综合弗劳德数Fr和雷诺数Re对H/D的影响规律,得到了相对临界淹没水深与弗劳德数Fr和雷诺数Re的定量关系式,关系式拟合度为0.863,可以满足工程实际计算要求。     

大流能比条件下低坝戽流的界限水深计算研究

消力戽水力计算的主要任务之一是确定临界戽流的界限水深,现有公式主要基于流能比K0.1的原型和模型试验资料给出。为了验证公式在K0.1条件下的适用性,基于低坝戽流的物理模型试验,对临界戽流的典型计算公式进行了系统地比较和分析,结果表明:现有戽底收缩水深经验公式由于导出条件的限制,在K0.1条件下的计算误差较大,进而影响界限水深的计算精度。因此,基于试验资料拟合给出流能比K0.28条件下戽底水深的经验公式。临界戽流界限水深的理论公式受压力校正参数精度的影响,在流能比K0.15条件下的误差较大,而经验公式能够适应较大范围的流能比条件,且计算精度较高,使用简单便捷。研究成果可为灌区低坝戽流消能的水力设计提供依据。     

双桥墩条件下冰塞发展临界条件试验初步研究

河流中的桥墩改变了附近原有的水流特征,冬季可能对其附近冰塞的形成和演变产生影响。基于水槽模型试验,通过改变墩心距、墩径、墩形、冰水流量比和水流弗劳德数,分析了双桥墩条件下冰塞发展通过桥墩的临界条件。试验表明：冰塞能否发展通过桥墩所在断面存在临界弗劳德数,其值受墩心距、墩径、墩形和冰水流量比等因素控制,随着墩心距的减小或冰水流量比、墩径的增大,冰塞发展通过桥墩所在断面难度增大,方形墩相较于圆柱形墩难度增大;试验范围内,随着墩心距的减小,桥墩所处河道断面输冰能力增强,初始冰塞厚度增加,但冰塞平衡厚度减小。     

曹娥江大闸整体水工模型试验研究

曹娥江大闸属典型的低水头挡潮闸,共28孔,每孔净宽20m.通过1:100物理模型试验,对泄流能力、水流流态、流速分布、导流堤方案以及闸门控制运行方式等水力学问题进行了研究,验证和优化了设计.     

复杂工况下老闸拆除爆破试验研究

对于复杂工况下的钢筋混凝土结构拆除,是具有一定的技术难度的.介绍了针对泉港老闸复杂工况而作的试验研究工作.试验成果经现场调整与复核,较好地应用于现场施工,保证了爆区周围重要建(构)筑物的安全.     

入渗条件下颗粒堆积体稳定性试验研究

入渗条件下颗粒堆积体稳定性研究对认识滑坡、泥石流、崩塌等自然灾害的发生机理及其防治具有科学意义。为研究不同堆积条件下,入渗条件对堆积体稳定性的影响,开展斜槽试验模拟堆积体起动过程。试验结果表明,堆积体高度与颗粒粒径之比越大,堆积体结构越不稳定;入渗条件下的堆积体结构稳定性明显降低;随坡角增加,渗流强度逐渐增加。数据拟合得到无水与渗流状态下的堆积体临界稳定状态表达式,其拟合度分别为99.89%与95.97%。     

田间便携式短喉槽水力特性试验研究

结合临界流原理,提出适用于灌区田间进水口水量计量的新型量水设备——田间便携式短喉槽,以满足量水槽结构简单、水头损失小、量水精度较高、流量计算公式简明的要求。田间便携式短喉槽是一种喉道宽度为76 mm、槽底为平底的短喉道量水槽。在自由出流、淹没出流两种工况下对不同流量下的水力特性进行试验研究,结果表明:该量水槽过流顺畅,量测流量最大可达40 L/s,能够满足灌区末级渠道的量水要求;断面流速分布为中间流速大、两侧流速较小,且自由出流工况下的流速略大于淹没出流工况下的流速;水头损失较长喉槽的小;根据对弗劳德数的分析得到临界水深断面位于喉道后半段;通过回归分析得到田间便携式短喉槽的上游水深—流量计算公式,其最大测流误差为9.16%,满足灌区田间量水精度要求。     

闸前漩涡水力特性及形成条件的试验研究

结合实际工程,利用水工模型试验研究了闸前漩涡的发生规律和水力特性。试验研究表明,在闸门开度较大的工况下,才会出现严重的间歇吸气漏斗漩涡。而在闸门开度一定的情况下,闸前漩涡强度随淹没深度变化较为明显：当淹没深度趋近于某一值时,此时的漩涡强度存在极大值,小于或者大于这个淹没深度,漩涡的强度都会有不同程度的减弱,甚至消失。从理论上探讨分析了间歇吸气漏斗漩涡的形成条件。这些成果可为闸前漩涡消除措施的工程设计提供参考。     

有冰盖条件下平板闸的输水能力研究

高纬度地区的河流在冬季常会形成冰盖、冰塞或冰坝,水流从明流变为封闭的暗流,水流的水力条件、热力条件和几何边界条件发生改变,出现冬季特有的冰情现象。采用人工模拟的冰盖进行试验,分析冰盖的淹没程度以及冰盖前缘与闸门的距离变化时闸门出口流量系数的变化情况。结果表明:出口流量系数随着冰盖淹没程度的增大而减小,随着冰盖前缘与闸门之间距离的增加而增大。     

闸泵堰联合调度下水质改善试验研究

为探索闸泵堰联合调度对平原河网地区水环境的改善作用,以常州市运北主城区为研究对象,开展闸泵堰联合调度下水质改善现场试验。试验后城区大部分河道流速达7cm/s以上,水质综合指标均达到IV类以上水平。试验结果表明,通过溢流堰和相关闸泵的联合调度,可以实现城区河道有序流动,合理分流,水质提升,研究成果可为其他平原河网地区水环境提升提供借鉴。     

斜交进流条件下闸墩型式优化试验研究

为改善象山水利枢纽部分泄水闸进水口不良水流流态,提高枢纽泄流能力,利用物理模型试验方法对泄水闸2区闸室边墩墩头型式进行优化,对比分析了5种墩头型式方案下的优化效果。研究结果表明：墩头型式采用短轴为2倍闸墩宽度的黄金分割比(短轴/长轴=0.618)的1/4椭圆曲面,基本消除了间歇性涡流和回流现象,改善了进闸水流流态,但对于堰流处于高淹没度(h_s/H₀>0.99)时的综合流量系数μ₀的改变幅度不大,基本在0.5%以内,相应的泄流能力提升幅度也并不显著。研究成果可为类似工程设计提供参考。     

矩形渠道闸前水流水力特性试验研究

根据试验测得的矩形渠道在不同流量、不同闸门开度情况下的闸前流速、水深、流量数据和计算的闸前各断面的动能修正系数,对闸前流速分布规律进行了研究,结果表明:在同一闸门开度、同一流量下,随着距闸前距离的增大,动能修正系数减小,即流速分布越来越均匀;在同一闸门开度、同一断面下,随着流量的增大,动能修正系数增大,即流速分布越来越不均匀;在同一断面、同一流量下,随着闸门开度的变大,动能修正系数变小,即流速分布越来越均匀.