外砂桥闸重建工程试验研究

外砂桥闸重建工程包括东、西2座泄洪闸和1座电站,为大型Ⅱ等工程.通过外砂桥闸重建工程的水力学模型试验,优化了泄洪闸下游消力池、电站等的体型布置和运行流态,为工程设计提供了科学依据.     

某河床式水电站消力池优化试验研究

通过对某河床式水电站进行水工模型实验,提出了对原设计消力池的改进优化方案。试验表明,原设计方案的消力池段在通过设计流量50年一遇的洪水3 580m3/s时,池内不能形成水跃,原设计方案的消力池深和消力池长均不能满足过流条件。优化设计中包括加高尾坎,加深消力池和将原消力池作为过渡段,并紧邻新建一个消力池5个备选方案。优化后的试验结果表明,消力池内流态明显改善,水跃长度减小,跃后水深降低,下游冲刷深度减小,消能率提高。最终考虑采用将原消力池作为过渡段,新修消力池的方案,可以减少开挖量,降低工程造价,试验结果可为优化工程设计及其他同类工程优化消力池提供参考。     

基于正交设计的扭曲鼻坎体型优化试验研究

挑坎体型对水舌形态和下游河床冲刷至关重要,基于水工模型试验,利用正交试验设计对纳子峡工程泄洪洞扭曲鼻坎体型进行优化研究。采用极差分析和方差分析,选取最大冲坑深度、冲刷最低点到边坡的距离、左侧挑距、右侧挑距和水舌宽度作为评价指标对扭曲鼻坎左侧边墙向右偏移距离、右侧边墙向右偏移距离、鼻坎扭曲程度系数3个因素进行计算,分析各因素对评价指标的敏感性,以确立扭曲鼻坎的最优体型。结果表明,各水力学特性指标对左侧边墙向右岸的偏移量的变化更敏感,其余因素对扭曲挑坎的消能效果影响较小,通过正交设计分析所得的最优体型,其水力特性指标均明显优于其他方案,所得成果可为实际工程扭曲鼻坎体型的设计提供依据。     

方溪水库溢洪道消力池优化试验研究

高水头泄水工程一般泄洪流量较大,在工程设计中泄洪消能及下游防护问题尤为突出,也是工程建设过程中水力学研究的关键.结合方溪水库工程,通过水工模型试验对下游消力池不同布置方案的消能情况进行了比较,最终通过设置二级消力池且右侧边墙单侧扩散的布置方式,较好地解决了一级池消能后水流较集中流速较大的问题,确保工程建成后行洪时河床及岸坡的稳定以及工程区周边建筑物的安全,为设计提供了技术依据.     

联合泄洪下跌坎消力池底板脉动压强试验研究

基于某工程模型试验,对跌坎底流消能工消力池在表孔和中孔不同运用方式下脉动压强大小及分布特性进行研究。试验结果表明:开孔方式不同对底板脉动压强影响差别很大,首先脉动压强峰值在底板所处位置表现各不相同,其次脉动压强系数沿底板分布表现为表、中孔联合泄洪要比表孔或中孔单独泄洪明显减小,说明在同等运行条件下采用表孔和中孔联合泄洪更有助于降低消力池底板脉动压强,对底板安全运行有利。     

跌坎型底流消力池的水力特性与优化研究

本文以向家坝高水头大单宽流量水电站为例,对旨在降低消力池临底水力学指标的跌坎型底流消力池进行了系列水工模型试验,研究了不同跌坎高度的消力池水力学特性。研究成果表明,连续跌坎的采用有利于降低消力池临底流速,其应用效果取决于跌坎高度,但跌坎的存在也改变了消力池内的水流流态,对底板脉动荷载与消力池的消能效率有较大影响。对有溢流表孔与中孔的泄水建筑物采用适度收缩泄水孔出口的布置方式,可以起到稳定消力池水流流态、增进消能效率的作用,同时有利于减轻泄洪雾化。     

河床下切对闸坝泄洪消能的破坏及对策

河床下切导致的闸坝下游水位降低,上下游水位差增大,造成原有消能工不能满足消能要求,甚至大洪水时发生严重破坏。小埠东橡胶坝工程采用一、二级消力池联合消能工设计,由于下游河道连续多年采砂超量,河床急剧下切,导致消能工多次毁坏,严重危及闸坝安全且带来巨大损失。通过水力学模型模拟了小埠东枢纽消能工消能效果,分析了破坏原因。结合多个消能工优化方案的消能试验,提出的推荐方案一、二级消力池均能产生稳定的水跃,满足校核洪水消能要求。通过变动枢纽下游水位的消能试验,研究了消能工推荐方案下游河道允许下切极限。工程实际应用表明,推荐的消能工结构遭遇大洪水时未发生破坏,研究提出的因河床下切造成的消能破坏加固理念和对策可为类似工程借鉴参考。     

北河桥闸消能工的设计

该文介绍了北河桥闸消能工的设计,并通过水工模型试验进行了验证。依据水工模型试验结果,对消能工方案进行了优化,较好地改善了消力池下游的水流流态,可为类似工程设计提供参考。     

浅议坎式消力池的水力计算

简介泄水建筑物的消能形式,根据坎式消力池的水流衔接形式,通过水力学计算推导出了坎式消力池的消能坎坎高的计算公式,并结合具体实例给出了坎式消力池水力计算的全过程.     

某闸坝工程跌坎底流消力池体形优化试验研究

大单宽、低弗劳德数闸坝工程底流消能时易存在不稳定流态且消能率低等问题,结合某工程进行了跌坎底流消力池体型优化试验研究。结果表明,原方案采用小挑角跌坎消力池,闸门局开,上下游水位差较大,且下游水位较低运行时,消力池内因挑坎挑射水流与池内水流衔接易产生不稳定流态;将入池挑坎改为平角跌坎并在消力池内布置消力坎后,池内为稳定的淹没水跃,水面变化平缓,池内临底流速不超过10 m/s。优化后的平角跌坎消力池+池内消力坎方案,从根本上解决了原方案水流衔接引起的池内水流剧烈紊动、水面大幅波动、消能不足等问题。     

黄金坪水电站泄洪洞出口消力池连接段体型优化研究

黄金坪水电站泄洪洞出口采用底流消能方式。根据黄金坪泄洪(放空)洞出口的地形、地质条件,结合水力学模型试验,对出口消力池连接段体型进行试验对比。根据试验结果所推荐的方案不但有利于工程施工,而且消能更加充分,流态更趋稳定,更适合本工程泄洪洞出口消力池所处的地质条件,从而解决了工程面临的技术难题。     

T型墩消力池优化设计试验研究

本文结合新疆肯斯瓦特水利枢纽溢洪道模型进行试验,提出调整T形墩间距,布设差动尾坎辅助消能工对消力池进行优化。通过试验得出当T型墩阻塞率为45%,采用差动尾坎辅助消能工时,消能效果良好,能较好地满足消力池消能防冲要求。     

民乐河水库溢洪道挑流鼻坎体型优化试验研究

部分河岸式溢洪道出口河道狭窄、曲折,岸坡陡峻,河床基础抗冲能力较差,采用挑流消能时挑射水流会砸落淘刷护坦、挑流鼻坎基础,危及下游岸坡稳定安全。为验证泄洪挑射水流形态及其对河床、岸坡的冲刷影响,以民乐河水库工程为例,通过水工模型试验进行分析并对挑流鼻坎体型进行优化。试验结果表明,溢洪道挑流鼻坎采用斜切坎配合折流器体型能有效改善挑射水流流态,对下游河床、岸坡的冲刷影响较小,可确保工程安全运行。     

跌坎消力池上举力特性试验研究

基于某水电站溢洪道消力池底板的稳定性分析,对跌坎消力池底板的上举力特性进行了试验研究。结果表明:跌坎高度比对消力池底板上举力有显著影响,适当增加跌坎高度可以降低消力池底板块上举力。由水力条件建立了底板块单位面积最大上举力的估算公式,根据估算得到的最大上举力可以计算底板稳定所需的锚固力;底板的脉动压力和单位面积脉动上举力基本呈线性关系,在数值上单位面积脉动上举力约为脉动压力的53%;底板脉动上举力和最大上举力基本呈线性关系,在数值上单位面积脉动上举力约为最大上举力的24%。     

跌坎型底流消能试验研究

为了减小高坝泄洪雾化的影响,对比传统底流消能工,进行了水工模型试验。通过试验,对跌坎型底流消能工的水流流态、临底流速以及脉动压力分布进行了研究分析,结果表明：跌坎型底流消能工可大大降低临底流速,减小消力池底板上的脉动压强,消能效果较好;同时还可抬高消力池底板高程,缩短消力池长度,节省较多的工程量,经济效益明显。     

含沙水流挑流消能对卵石河床冲刷的试验研究

本文通过室内浑水模型试验,探讨了卵石床质河流上泄水建筑物挑流消能对河床的局部冲刷问题。试验结果表明:浑水水流的单宽流量大小、含沙量的多少以及含沙粒径的变化都对冲刷坑深度有一定的影响。本文就浑水冲刷特性问题,与清水挑流消能作了对比,提出了一些初步认识。     

枕头坝江沟排水洞消力池优化模型试验研究

通过水工模型试验,对消力池进行优化,提出了在消力池后增设一道疏密相间的消力池趾墩。结果表明,通过优化后,消力池下游二级水跃情况基本上消除了,同时减少了下游河道护坡高程,减少了工程量。     

潮州供水枢纽工程西溪拦河闸消能工除险改造试验研究

由于潮州供水枢纽拦河闸下游河床下切，下游河道水位明显下降，造成拦河闸下游消能工出险。根据潮州供水枢纽西溪拦河闸下游消能工除险改造工程的水力模型试验资料，介绍拦河闸下游消能工除险改造优化方案试验研究成果及运行情况，供类似工程设计和运行参考。     

漠阳江双捷拦河闸重建工程消能试验研究

漠阳江双捷拦河闸重建工程设计初拟方案将拦河闸分为冲沙闸、节制闸和泄洪闸等三种闸型,各类闸型的下游消能工布置不同.通过该工程水工模型试验,优化了拦河闸各类闸型的下游消能工体型,对拦河闸各类闸型的下游消能工平面布置进行了比较和合理性分析,成果可供类似工程设计参考.     

双浅水垫消力池模型试验研究

结合新近提出的浅水垫消力池,本文提出了双浅水垫消力池模型并进行了试验,在流态、流速和压强上进行多方位分析。结果表明,双浅水垫消力池的池内流态、压力特性良好,其侧墙的脉动压力均方根值较小,消能效率较高。