溢洪道异型进口在斗上水库除险加固工程中的应用

斗上水库除险加固新增溢洪道工程采用异型进口,通过增加溢流堰宽度,加大泄洪流量,降低堰上泄洪水头,减少了淹没损失,节约了工程投资,经济效益明显.     

U形溢洪道的水力设计

Ｕ形溢洪道侧槽的三个边都布置溢流堰，是侧槽式溢洪道的一种特殊形式，与一般侧槽式溢洪道相比，在同样的侧槽平面尺寸条件下，溢流堰长度可以增加一倍以上，因而使溢流堰单宽流量减小，侧槽中的水流条件亦有所改善。本文结合一个工程实例，阐述Ｕ形溢洪道水力设计方法，并用该工程的水工模型试验资料进行了验证。     

三圆弧溢流堰(无闸)两级缩窄进口型式的水力设计方法

中小型水库的开敞式岸边溢洪道多数都不设闸门,堰顶以上的库容只能滞洪不能蓄水兴利。为了增加兴利库容,溢洪道常采用较长的溢流前缘,达到减少溢流水深丑。的目的。此外,出于减少进口的工程量,设计人员常要顺应现场地形的变化,把进口布置成缩窄型式。本文介绍一种径向缩窄式进口的水力设计方法,它是在试验的基础上得到的。溢流堰的平面曲线,采用国外科研成果[参考资料1],其余轮廓尺寸由我所模型试验选择。这种进口型式具有如下优点: ①溢流水深浅L/H_0可达到66(L-堰顶长度)[参考资料1];     

宽浅式溢洪道低堰体型研究

前言我省溢洪道工程,绝大多数是无闸控制的宽浅式进口,其特点是溢流水深较小。据初步调查,我省150多坐中型水库溢洪道中,无闸控制的宽浅式进口占82.4%,溢流水深小于4米的占77.5%。而小型水库溢洪道,则上述比例更大。另外,我们从对廿多个中小型水库溢洪道工程的调查中发现,低堰所占比例很大。其中P_1/H_d<1的低堰占60%。这些低堰中,采用克一奥和顶角修园的梯形堰约各占46%。前者     

谈谈宽浅式溢洪道进口的水力设计

我省中、小型水库工程绝大多数是土坝或土石混合坝,由河岸开敞式溢洪道泄洪。河岸开敞式溢洪道进口可分为有闸门控制和无闸门控制两种。无闸门控制的溢洪道进口建筑物一般为溢流堰或明槽,其特点是溢流口宽,水深浅,单宽流量小,故又称为宽浅式进口或宽浅式溢洪道。这种进口的优点是:(1)口宽,随着库水位的上升,泄洪流量增加较快,有利于抗御较大洪水;(2)工程简单,运用可靠,没有闸门和启闭设备,管理方便。我省小型水库溢洪道基本上都采用宽浅式进口,中型水库溢洪道采用这种进口型式的也较多。     

摺上川坝的溢洪道设计

摺上川坝在设计溢洪道时，对有长达300m以上的溢流堰顶的平面弯曲型侧水道式非常溢洪道进口、梯级二级消能工等进行了水工模型试验。二次消能工决定采用梯级有沟型式，布置沟可以获得使溢流水脉分散的消能效果。     

桐庐肖岭水库溢洪道橡胶坝工程的锚固设计

通过分析溢洪道上橡胶坝的特点，提出溢洪道上的橡胶坝工程溢流堰应为宽顶堰，长度应保证坍坝后坝袋不会伸出堰顶，宜采用堵头式坝袋、锚固方式为锚固槽锚固，有条件可自压充水。     

迷宫堰在鞍子河水库工程中的应用

迷宫堰是一种无闸控制的泄水建筑物,为获得较长的溢流前沿长度而在平面上将溢流堰做成折线形,具有结构简单、泄流量大、操作方便等特点,主要应用于中小型水库溢洪道。对新建溢洪道的控制建筑物或改造已建水库的溢洪道以增加泄流能力。均有突出的优越性。本文结合鞍子河水库工程中迷宫堰的设计实例,对迷宫堰水流流态、泄流能力、水力设计等进行了初步探讨。通过计算和试验证实了迷宫堰的泄流能力远大于相同水头下宽顶堰和实用堰的泄流能力。在低水头下这种优势表现得更为突出。     

驼峰堰的水力特性研究

驼峰堰是由三段圆弧曲线复合而成堰面的一种低堰，具有结构简单，整体稳定性和断面应力分布较好，堰体低，流量系数高，堰前不易淤积，且对地基要求较低，设计和施工相对简便等优点，因而，国内中小型工程采用较多。本文结合青海雪龙滩电站溢洪道挑流消能方案的试验研究，在几何比尺为１：４０的模型上，对该工程进口段采用的驼峰堰特定体形的水力特性进行了详细的观测，并着重对自由溢流时流量系数随堰顶水头的变化规律，淹没流态判     

带泄水洞溢流堰水力特性初步研究

水库溢洪道控制段一般为溢流堰形式,而堰体中有泄水洞的溢流堰在水利工程中并不多见.通过以黑山口水库溢洪道溢流堰为例,采用三维数值模拟方法,研究了带泄水洞溢流堰泄洪时的当量流量系数、流态等水力特性,为水利工程设计提供参考.     

实用堰后接梯形断面泄槽水面线计算方法探讨

梯形断面是泄槽最常用的断面形式之一,泄槽水面线计算对溢洪道设计具有重要意义。实用堰后接梯形断面泄槽起始水深及水面线计算须求解非常复杂的非线性方程,传统试算法计算过程繁琐,需要多次计算才能得到满足精度要求的结果。为解决实用堰后接梯形断面泄槽水面线计算的难题,构造坡降差方程,介绍了弦截法计算泄槽水面线的具体步骤,并对起始水深方程进行恒等变形,得出了起始水深的直接计算公式。实例表明,采用的计算方法可行,计算结果可靠,可为类似工程设计提供参考。     

鸭河口水库溢洪道泄流能力研究

根据鸭河口水库溢洪道改建方案,由于堰顶长度增加(比常规实用堰多了一段引渠),其泄流能力不能按一般实用堰进行计算。采用Fluent流体计算软件对溢洪道的泄流能力进行了数学模型分析,并用物理模型对其进行了检验。结果表明:理论计算采用的公式是用于标准堰型时的计算公式,难以满足特殊堰体泄流能力计算的需要;数学模型对边界条件等难以完全模拟;物理模型最能反映真实情况。从水库安全出发,以物理模型试验值作为水库调洪演算的依据;其研究数据对类似工程堰型泄流能力分析具有参考价值。     

堰式进口溢洪洞设计与水力特性分析

云南晓街河水库工程泄水建筑物采用堰式进口溢洪洞,进口布置开敞式溢流堰,泄槽段采用隧洞型式。由于泄水建筑物结构较为特殊,且上、下游水头差高达79 m,水力特性较为复杂。通过泄流能力、流态、沿程水面线等水力计算分析,并结合模型试验,分析了堰式进口溢洪洞的布置、结构、尺寸等设计要求及水力特性。验证结果表明,设计方案中的溢洪洞泄流能力满足工程要求且流态较好。可为类似工程设计提供一定参考。     

中洲水库溢洪道除险加固设计

根据中洲水库溢洪道存在堰基严重渗漏、堰体质量差、底板和边墙衬砌失去功能,无消能设施,无尾水渠,不具备安全泄洪条件等问题,按照因地制宜的原则,溢洪道平面布置维持布置格局不变,进行了溢洪道水力设计的泄洪能力复核及堰体、边墙、消力池、出水渠等加固设计.     

An iterative hydraulic design methodology based on numerical modeling for piano key weirs

Piano Key Weir (PKW) is a special type of overflow weir which provides an improved discharge capacity with its increased crest length. Increased discharge capacity makes this weir an attractive alternative in the rehabilitation of existing spillways. After the introduction of this new weir type, many experimental and numerical studies are conducted to understand the effect of the numerous geometrical parameters on the discharge capacity. However, empirical discharge formulas suggested by different researchers are not conforming to a unique expression mostly due to dependence on the experimental conditions from which they are derived. A numerical approach is used in the present study to investigate the dependence of discharge capacity of a PKW unit on several geometric parameters. Numerical models are developed and three-dimensional velocity fields are computed using FLOW-3D® software. Discharge efficiency of a PKW over an equivalent linear sharp-crested weir is evaluated within the practical range of parameters from 145 numerical solutions for 29 different PKW models. Numerically obtained data is used to form dimensionless expressions for the weir height and length as function of discharge efficiency which are proposed to facilitate an iterative numerical solution to meet the design requirements of a given project. This approach allows cost optimization while dimensioning the PKW for the required hydraulic capacity. The design procedure based on iterative numerical solutions is described and exemplified.     

迷宫堰过流能力数值模拟

以鞍子河水库溢洪道为研究对象,采用FLUENT软件、利用 k～ε湍流模型和VOF法处理自由水面,对迷宫堰过流能力进行数值模拟。数值模拟结果与试验结果对比表明,采用的模型能够较精确的模拟迷宫堰的过流能力。计算发现,迷宫堰在堰上水头较高的情况下,对计算模型的边界条件进行优化后,可以减小计算误差,为迷宫堰的工程设计提供参考依据。     

汾河水库安全鉴定溢洪道水力学复核计算

对汾河水库溢洪道泄洪能力进行复核计算。通过对堰型和相关参数选取,计算溢洪道泄洪流量与水深关系,得出汾河水库溢洪道满足泄洪要求。     

新型旋流环形堰竖井泄洪洞数值模拟和特性分析

生态环境友好型的洞内旋流消能工是当前泄洪消能领域一个重要的研究热点和方向。为克服以螺旋型经典涡室或传统喇叭形堰构成的旋流竖井泄洪洞易出现的漩涡、气爆、振动、防空蚀设施复杂等难题,改变一般的防漩、消涡观念,提出一种新的由自调流潜水起旋墩为核心构成的旋流环形堰竖井泄洪洞,虽脱胎于常规喇叭形竖井泄洪洞,但在泄洪流态和消能防蚀方面又另辟蹊径。作为一种新型的旋流布置体型,已有研究缺乏系统性,其复杂的水流特性并不是十分明了。依托广东清远抽水蓄能电站泄洪洞工程,对新型环形堰竖井泄洪洞进水口、旋流泄洪洞、出口的复杂水流运动进行了三维数值模拟,并对部分水力参数的特性进行了解析计算,获得了该新体型旋流空腔流态、自由水面、合成流速、压力等水力要素的分布规律。结果显示:计算得到的上述水力学要素分布规律与模型测量值吻合较好,模拟值与初步建立的新体型水力特性理论解析值较为接近,表明解析计算方法具有一定的实用价值。模拟计算结果为进一步明晰新型环形堰竖井泄洪洞各部分水流特性和揭示自调节潜水起旋墩的旋流运动机理提供依据。     

新型竖井泄洪洞自调流机理和特性研究

该文提出一种新的由自调流潜水起旋墩为核心构成的旋流环形堰竖井泄洪洞,在泄洪流态和消能防蚀方面与常规喇叭形竖井泄洪洞有较大不同。为明晰该新体型的调流机理和系统水力特性,对新型环形堰竖井泄洪洞进水口、旋流泄洪洞、出口的复杂水流运动进行了数值模拟研究,获得了该新体型进水口流态、旋流空腔发展过程、竖井内部流态、平洞自由水面、压力等主要水力要素的分布规律。结果表明:计算得到的上述水力学要素分布规律与模型测量趋势上一致,量值上吻合较好。模拟结果也较好揭示了自调节潜水起旋墩的旋流、自调流机理以及泄洪洞的消能原理。