浅谈水闸下游底流式消能防冲设计的两个问题

水闸下游底流式消能防冲设计主要是利用水跃进行消能,设计时找准水闸运行工况,正确判断发生的水跃类别就显得光为重要.     

溢流坝戽式消力池的水力特性

一、引言在溢流坝的消能设施中,以挑流鼻坎和底流水跃消力池应用最广,其水力设计理论也较成熟.但在泄水落差较小、单宽流量和下游水深相当大的情况下,这两种消能工在技术经济方面往往趋于不利,而出现较晚(30年代)的消力戽则有可能适用,并有一些基于模型试验的曲线图表可供设计定型参考。我国最早在石泉水电站采用了消力戽,并取得了一批试验     

解决“尾水不足，池深受限”底流消能难点的池身结构初探

简述柬埔寨王国斯登沃代一级水电站溢流表孔在下游尾水严重偏浅,受地质构造限制,不能降低消力池底板高程条件下,寻找到可节省底流水跃消能的结构体型。     

白虎潭水库溢流坝泄洪消能方式研究

白虎潭水库溢流坝采用挑流消能,溢流堰面采用WES堰型.原挑流鼻坎采用常规等宽鼻坎,挑流水舌入水宽度大于下游河床宽度,水流落入下游河道后,落水集中,造成下游河床及岸边冲刷严重.经水工模型试验研究,推荐的台阶式堰面+差动挑坎+边墙末端局部收缩方案,使下泄水流归槽宽度减小、纵向及竖向充分分散,水舌入水面积增大,消能率增加,下游河道消能问题得到了有效地解决.     

鱼塘水电站溢洪道底流消能设计

贵州省遵义市鱼塘水电站岸坡式溢洪道底流水跃消能工设计中 ,比较了各种型式的消力墩、消力坎的作用及布置和常用的消力池型式。对矩形断面下挖式消力池与综合式B型消力池进行了对比分析 ,探讨了在大单宽流量、高流速情况下 ,如何合理运用消力墩、消力坎以改善消力池的工作状况 ,提高了消能效率 ,最大限度地减轻了下游河道冲刷     

对挑射水流在软弱破碎岩带中形成局部冲坑的初步分析

在岩石河床上兴建混凝土溢流坝,一般多采用挑流消能;因为这种消能型式比较经济。但挑射水流在下游岩石河床造成的冲坑,可能成为坝基下游的临空面,或破坏下游水工建筑物的基础和两岸坡脚,影响稳定。对于有深剪切     

扭曲鼻坎对泄洪洞挑流消能的影响研究

针对某泄洪洞挑流水舌对下游河道产生不利影响等问题,开展了基于扭曲鼻坎调整射流方向的水力模拟试验研究。通过对几种扭曲鼻坎的优化研究,发现采用降低挑坎高程的大转角贴坡扭曲鼻坎布置,可以合理调整水舌方向,理顺下游河道形态,消除了右岸涌浪和边岸淘刷威胁,同时又解决了泄洪洞过渡期洞内水跃闷顶问题。研究成果对泄洪洞出流的消能防冲设计有一定的借鉴意义。     

底流水跃消能在工程中的应用与发展述评

本文对底流消能工在工程应用与发展,特别在消能中遇到一些难题如何解决进行论述.着重分析了底流水跃消能在泄水闸及中、低水头枢纽工程中的研究与应用,高坝大泄量底流消能的新发展等.近年来各科研单位对底流消能的发展和创新(挑流、戽流与底流相结合,宽尾墩等等),已取得显著的成效,肯定底流水跃消能具有历史悠久,应用广泛的特性和适用条件,但必须因地制宜,扬长避短,精心设计、施工、管理才能取得良好的效果.     

龙开口水电站泄洪消能建筑物设计

通过方案比较研究,龙开口水电站采用表孔、中孔联合泄洪方式,表孔"大差动+舌形坎"与中孔窄缝挑流消能方案,各孔挑流水舌分散入水、纵向拉开,充分利用下游消能水体,弥补了下游消能区宽度有限的不足,解决了下游消能问题。另外各孔口相对独立,运行调度及检修灵活方便。研究成果对同类型工程的泄洪消能设计有一定的借鉴意义。     

绥化地区水利工程底流消能工破坏原因及设计中的问题

底流消能在我区水利工程中应用较多,目前仍是一种主要消能方式。但在应用中多有破坏。本文就底流消能工破坏原因及其设计作一探讨。一、底流消能的破坏原因 1.消力池底板高程降低不够,不能形成淹没水跃,下游发生冲刷,此种破坏占大多数,主要是在设计中对下游水位计算不准确。如青冈县胜利水库泄水渠二级跃水,设计渠道坡降为0.5‰,底宽4m,边坡m=1.5,实际下游水深为1.4m,比设计计算     

超低弗劳德数闸下消能试验

低弗劳德数、低水头、低尾水的闸下消能消力池内不能产生稳定充分水跃,池内壅起的水流出池后会产生二次跌落,对下游河床冲刷严重。针对芦潮港水闸工程,通过物理模型试验提出了一种新型辅助消能工,即在池后海漫设置梅花形布置墩群,可使下泄水流达到充分消能、均匀扩散的效果,并分析了墩群的消能机理。实践表明,这种新型的消能布置方案可以有效地解决超低弗劳德数底流水跃消能不充分的问题,可供类似工程参考。     

仙游县南门大桥桥墩倾斜原因分析与整治加固

该文根据仙游县南门大桥桥墩下游冲刷掏空原因,利用水跃紊流和下游淹没水垂消能,采用整体性加固斜坡及护坦的工程措施进行整治加固。一个水文年的运行表明,该措施对下游防冲刷效果良好。     

溢流坝下游平底消力池淹没水跃特性的探讨

本文通过作者自己的试验,并与哥文达和拉贾纳南等人的试验相对照,对采用淹没水跃消能是否会给下游造成更严重的冲刷这一问题进行了探讨。试验证明,设有闸墩的溢流坝下游采用水跃消能,淹没系数S<0.7时,对护坦下游不会由于从自由水跃过渡到淹没水跃而带来不利的后果,相反会对减小水面波动和河床冲刷带来一定的好处,即淹没水跃跃首佛氏数F_1=3.4～7.1、淹没系数S<0.7时,消能效果比自由水跃好。     

多级连续消力池水跃的水力特性模型试验

以低弗劳德数、大单宽流量的安谷水电站为例,对不同方式形成多级水跃的消力池进行了系列水工模型试验,研究了不同方案形成的多级水跃的水力学特性。试验结果表明:采用多排消力墩方式形成多级消力池,其消能率虽有保证,但消力墩布置形式对池内流态影响较大,对不同单宽流量工况适应性不好,特别是单宽流量大时难以形成多级水跃;采用圆弧进口连续坎式消力池大幅度改善了流态,但仍未能形成两级水跃;采用跌坎进口连续坎式形式的两级浅水垫消力池,在很大流量范围内均形成明显的两级水跃流态,消能效果理想,池内临底流速和出池流速均比其他方案低,结合下游的反坡护坦,间接抬高了下游水位,使得出池水流平顺,且结构简单,施工方便。     

某水库工程泄洪排沙洞出口消能防冲方案模型验证及优化设计

通过对某水库泄洪洞出口挑流消能工进行水工模型试验发现,挑流水舌底部会间歇性受底部水体的影响,水流集中,不利于下游河道消能防冲。调整泄洪洞挑坎高度及挑角后,挑流水舌不再受底部水体的影响,挑流消能的效果较好。今后在挑流消能体型设计时应充分考虑下游地形及下泄水流在各工况下的实际流态情况,以便类似工程避免出现不利情况。     

泄水建筑物下游低弗汝德数水跃长度研究

低水头灌区泄水建筑物下游易形成低弗汝德数水跃,灌区泄水建筑物下游常设有消力池消能,合理确定低弗汝德数水跃长度,关系到消力池长度的确定及消力池的消能效果。根据前人研究结果,结合工程实例、理论分析计算、概化模型试验研究及工程应用验证,类比了低弗汝德数泄水建筑物下游水跃长度的欧勒佛托斯基与陈椿庭公式,并对后一个公式系数进行了修正;通过理论计算及试验验证,得出同一水跃长度公式反映的跃长与跃前低弗汝德数Fr、共轭水深关系规律不尽相同。     

多股射流入流间距对下游水力特性影响分析

基于RNG k-ε紊流模型和VOF自由表面追踪法,采用非均匀结构网格技术,建立了三维紊流数学模型,并对多股底流水跃进行了三维模拟,详细分析了入流间距对多股底流消能下游流态的影响规律,探讨了不同孔距比下消力池内的漩涡特性。研究结果表明:入流间距对单股主流两侧流态影响显著,当孔距比大于1.5时,有回流形成;当孔距比大于等于2.0时,在弗汝德数约为7.0条件下,下游消力池底板附近已形成不同强度的立轴漩涡,所得成果可为相似研究提供参考。     

龙潭沟水库溢流坝泄洪消能局部冲刷试验研究

采用几何比尺为1∶30的大比尺整体枢纽水工模型,根据重力相似准则,进行了龙潭沟水库溢流坝泄洪消能水力学试验研究。试验结果表明,设计洪水时,原设计方案及修改方案都不会对下游河床造成冲刷;下游河道水流平稳,流速分布均匀。校核洪水时,随着溢流坝过坝流量的增加,单宽流量增加坝面水深增大,原设计光滑溢流坝面沿程水流掺气消能效果欠佳,下游流速大、水流紊乱,挑流水舌下游造成严重冲刷,影响泄洪安全。通过方案修改优化,提出阶梯溢流坝台阶尺寸为0.90 m×0.72 m+连续挑坎方案新型消能形式,宣泄校核洪水时消能率较高,且下游河道水流平稳,流速较低且分布均匀,满足龙潭沟水库工程的安全泄洪。     

宽尾墩与挑流消能工联合运用的试验研究——新型消能工在四滩溢流坝上的应用

新型消能工——宽尾墩应用于中小型挑流式浆砌石重力坝尚属首次。本文结合四滩水电站溢流坝水工模型试验研究成果,对宽尾墩与挑流消能工在中小型泄洪工程上的联合应用,进行了探讨和论证,并提出了一些问题和经验。研究结果表明:合理地使用宽尾墩可较大幅度地提高溢流坝下泄水流的坝面、空中和水垫消能率,从而使下游防冲等问题得到解决。     

多股射流入流间距对下游水利特性影响分析

基于RNG k-ε紊流模型和VOF自由表面追踪法，采用非均匀结构网格技术，建立了三维紊流数学模型，并对多股底流水跃进行了三维模拟，详细分析了入流间距对多股底流消能下游流态的影响规律，探讨了不同孔距比下消力池内的漩涡特性。研究结果表明：入流间距对单股主流两侧流态影响显著，当孔距比大于1.5时，有回流形成；当孔距比大于等于2.0时，在弗汝德数约为7.0条件下，下游消力池底板附近已形成不同强度的立轴漩涡，所得成果可为相似研究提供参考。