折线型实用堰过流能力研究

折线型实用堰作为低堰应用于中小型水利工程。通过整理前人研究成果,以及对实测试验资料进行分析,提出了折线型实用堰的界限范围：0.67＜δ/H≤1.5～2.0,且0.5≤P/H,给出了自由泄流时流量系数的计算公式。     

折线型实用堰流量系数试验研究

折线实用堰作为低堰,因其结构简单,施工方便,在中小型水利工程和农业工程中应用广泛,但对其泄流能力的研究尚不够充分,因此有必要对折线实用堰过流能力影响因素进行试验研究。根据经验从堰型设计入手,运用水力学相关知识,分别对矩形实用堰和梯形实用堰堰流进行试验研究。通过分析水流流速、上游堰高、堰坎厚度、上下游堰坡、堰型和堰后出流对堰流流量系数的影响及其流量系数变化规律。得出结论:堰坎厚度、上下游堰坡、堰型、堰后出流是堰流流量系数的主要影响因素,影响其泄流能力。结果可为低坝等工程设计提供参考。     

WES型复合堰型划分及泄流能力研究

WES型复合堰是由WES堰的堰顶增加一平段衍变而成。通过改变堰顶厚度以及上游堰高形成一系列不同体型的WES型复合堰,由过堰水流流态和流量系数的变化规律,探讨了将WES型复合堰划分为WES型复合实用堰与WES型复合宽顶堰,及将WES型复合实用堰划分为高堰与低堰的划分标准,并在高、低堰的划分标准中考虑了堰顶厚度的影响。此外,按堰型分类给出了设计水位下流量系数的拟合公式,为进一步研究奠定了基础。     

一种特定堰型的淹没出流流量计算经验公式研究

对特定堰型的淹没出流,因流量系数、侧收缩系数及淹没系数的不确定性,难以利用经验系数推算溢流堰的过流量。该文提出一种特定堰型下淹没出流流量推演的精确方法：基于物理模型试验数据,对堰上水头与堰下游相对水位进行相关分析,得到特定流量下其相关关系式;后以此关系式中的参数与流量进行二次相关分析,最终得到流量-堰上水头-堰下游相对水位的关系式。经试验验证表明,所得关系式精度较高,其分析方法可应用于类似的多因次相关分析中。     

从多角度对WES实用堰泄洪能力的深入分析

以工程实例说明了WES实用堰综合流量系数的变化趋势和取值范围,通过对模型试验值、复核计算值和实测洪水情况的分析,证明了双滩水电站泄洪能力计算中的较大误差,高水位下综合流量系数的取值偏大,导致工程在已建情况下泄流能力和安全超高不能满足规范要求。着重介绍了此类堰型综合流量系数的取值方法及对双滩水电站WES实用堰综合流量系数的分析,对以后类似工程的设计有一定的参考作用。     

溢流堰堰体工程量的解析计算

溢流堰堰体工程量的解析计算内蒙古呼伦贝尔盟水利勘测设计院方玉明１问题的提出实用堰是农田水利工程中经常采用的溢流堰，特别是ＷＥＳ型实用标准剖面堰，以其流量系数大、水流条件好等优点而被广泛采用。我盟在那吉灌区渠首拦河引水枢纽工程和红光灌区渠首拦河引水枢纽...     

溢流前缘长度变化对直角折线堰过流能力影响研究

在一定过流宽度下,直角折线堰的过流能力和侧堰位置(前堰长度)、侧堰长度直接相关,其实质是溢流前缘长度随堰顶水头增加而减小。基于试验研究成果,对一定堰高,不同侧堰位置(前堰长度)、侧堰长度的直角折线堰流量系数进行拟合分析,得到基于溢流前缘长度变化的流量系数计算公式,可为类似工程提供参考。该研究成果的应用不仅能够保证河道行洪能力,还能够产生较好的水景观。     

堆石体折线型实用低堰稳定复核计算

在山区和丘陵区引水工程中堆石体折线型实用堰采用广泛，文章以某水闸溢流堰为例，介绍堆石体折线型实用堰稳定复核计算方法，可供工程设计和安全复核参考。     

土谷塘航电枢纽泄水闸堰型比选试验研究

采用水工模型试验的方法,对土谷塘航电枢纽泄水闸WES堰和折线型堰进行了对比分析,综合考虑泄流能力、效能率及淤泥情况。研究表明,同一流量下,WES堰泄流能力稍优于折线型堰,两种堰型的效能率相差不大;对于WES堰,无论是洪水期敞泄还是正常运行期闸孔出流情况下,堰前底部流速都较小;泥沙容易在检修门槽附近淤积,不利于泄水闸的正常运行,推荐采用折线堰为设计方案．采用水工模型试验研究的方法能够为类似工程的泄水闸选型提供借鉴。     

表孔溢流堰体型优化设计及模型试验验证

溢流表孔在水库汛期泄洪中作用显著,成功的表孔溢流堰体型设计是保证其功能有效发挥的重要前提。以浯溪口水利枢纽工程溢流表孔堰面为例,论述了堰面曲线设计及因结构布置需要对WES实用堰体型所作的一些改进,同时通过物理模型试验从泄流能力和堰面动水压力两方面验证了表孔溢流堰体型改进设计的合理性。研究成果对类似工程溢流堰体型优化设计具有一定的借鉴和参考价值。     

荣桓水电站曲线型低堰水力计算的体会

在水利水电工程建设中，低堰堰型通常采用宽顶堰（有坎或无坎）和实用堰（折线型或曲线型）两种。一般来讲，宽顶堰自由泄流的范围较大，泄流能力较稳定，能在较小落差情况下宣泄较大的流量，只有当下游水位高出堰顶的水深hs与堰上水头Ho的比值hs／Ho≥0．8时，才开始变为淹没出流。实用堰的流星系数较宽顶堰为大，但其泄流能力受下游水位变化的影响也较大，一般当hs／H。一0．3时，便开始变为俺没出流，当hs／H。20．6时影响更为显著，过水能力很快降低。故有关文献指出，在坛的上、下游水位差较小，且过堰水流淹没度较大的情况下，采用…     

侧堰长度变化对直角折线堰过流能力影响研究

通过水工模型试验研究,得到了不同侧堰长度下的直角折线堰过流能力:一定水头条件下,直角折线堰过流能力大于ＷＥＳ实用堰,但侧堰长度从75．0ｍｍ增加到112．5ｍｍ、150．0ｍｍ和187．5ｍｍ时,其过流能力的增幅呈下降趋势（堰顶水头100ｍｍ时,其增幅依次下降为5．98％、2．85％和1．36％）。在试验研究成果基础上,基于堰流基本公式,对其流量系数进行回归分析,并将拟合公式进行工程应用,成果表明:流量系数拟合公式经过几何比尺放大后可用于指导实际工程设计。     

曲线型实用堰上弧形闸门的流量系数

通过曲线拟合的方法，重新得到了曲线型实用堰上弧形闸门的流量系数的计算公式，与现有公式比较，其计算简单，而且精度高，更适合在水力计算中使用。     

江西营水文站平坦V型堰流量计算分析

基于矩形和梯形槽平坦V型堰流量计算公式的原理,受实际地质等条件限制,公式中各系数的率定较为复杂和困难,经实测资料验证,率定K综合系数,提出平坦V型堰流量简易计算公式。经江西营站实测检验分析平坦V型堰流量简易公式可以用于该站平坦V型堰推求水位流量关系线,并具有较好的应用效果。对于陕南巴山地区小河站,建设平坦V型堰来获取河道瞬时流量资料,无疑是最直接简便且能保证精度的最好方法。对于“十四五”秦巴山区无实测流量资料的三类水文站,可利用量水堰综合系数计算流量提供参考。     

非线性条件下加筋土边坡上限法的研究

大量的工程实践证明,岩土材料的屈服条件呈现非线性,且越是高地应力地区这种趋势越明显,但目前基于非线性的加筋土边坡稳定性分析的研究还较少。采用非线性摩尔-库伦屈服条件,以极限分析上限法为基础,研究边坡稳定性问题。引入新的强度参数c_t和φ_t,以对数螺旋线为破裂面对非加筋土和加筋土进行研究,推导了非加筋土坡稳定性系数N_s、安全系数F、非加筋土极限坡高H₁和加筋土坡极限坡高H₂的计算公式。在算例中采用MatLab程序进行计算,得出了较好的结果。总结了非线性参数m对抗剪强度指标参数c_t和φ_t的影响,即随着m值的增加,φ_t值逐渐减小,而c_t的值则先增大后减小;同时也得出了当其他条件不变时坡角β越大,边坡的极限坡高H越小的结果。     

低实用堰水力特性及其对工程的影响

通过物理模型试验和数学模型相结合的手段,对比分析了某低水头水利枢纽在运行中 WES 堰和改进后折线型实用堰的行洪能力和过沙能力。结果表明：2种堰型均能满足规范中平原地区的行洪能力要求,而 WES 堰的行洪能力略优于改进后折线型实用堰,但改进后折线型实用堰的堰面紊动强度较大、范围较广,能有效增强水流挟沙能力,易使泥沙起动,一定程度上能避免堰面泥沙淤积问题,从而保证检修闸门正常工作,保障枢纽安全运行。综合对比分析,推荐采用改进后折线型实用堰。     

基于堰流基本公式的W型迷宫堰过流能力拟合分析

受制于山区峡谷地形条件,迷宫堰宫数选择有限。通过水工模型试验,研究一定堰高下的W型迷宫堰过流能力。随着堰顶水头的增加,迷宫堰过堰水流的流态逐渐从薄壁堰流向真空实用堰流过渡。与之对应,迷宫堰过流能力增长幅度小于WES实用堰。基于堰流基本公式,对试验研究成果进行数学回归分析。在此基础上,通过比尺放大,分析流量系数的变化,得到可直接用于实际工程的W型迷宫堰流量系数计算公式。     

侧壁角对梯形琴键堰泄流能力的影响

梯形琴键堰(T.P.K堰)是琴键堰(P.K堰)的进一步发展,具有泄流能力强、受地形限制影响小等优点。为了研究不同侧壁角对T.P.K堰泄流能力的影响,采用RNG k-ε湍流模型VOF法追踪自由表面,对5种不同侧壁角的堰型进行三维数值模拟。结果表明:α＜0°对T.P.K堰的泄流能力产生不利影响;随着侧壁角的增大,泄流能力得到了提升,当α=9°时,泄流量不再提高。利用数值模拟的优点,分别对T.P.K堰不同溢流前缘的泄流能力进行研究,并且揭示了侧壁角对泄流能力的内在影响机理。     

上游面倾斜的高溢流坝闸墩布置的试验研究

本文通过310组试验,研究了上游面倾斜的溢流坝的闸墩布置。南研型和WES型的堰面在改变闸墩墩头的形状、墩头长度及闸孔净宽等因素时,量测堰面压强水头及流量系数。试验结果表明,在前述参数中以相对墩头长度(L/Hd)影响最大。综合考虑堰面压强水头和流量系数时,南研型堰面最优相对墩头长度为0.3,WES型堰面为0.4。此外,本文提出了闸墩收缩系数及流量系数的计算式,可供设计应用。     

水闸除险加固中堰型的选择

本文结合工程实例及分析计算,综合比较了梯形堰、WES曲线堰、宽顶堰三种堰型的优劣。过流能力比较得出:梯形堰与WES曲线堰侧收缩系数相同,比宽顶堰略大;WES曲线堰流量系数最大,梯形堰与宽顶堰相近。投资比较:WES曲线堰比梯形堰更经济。因此,WES曲线堰为最优堰型。