涡流式内消能工及其在高水头泄水建筑物中的应用

分析涡流式内消能工的结构和消能机理，对单向涡流式、同轴反向涡流式、竖井涡流式内消能工的水力特性和消能情况进行综述。试验表明，内消能工试验不存在比尺效应。内消能工内水流脉动能量的产生、输移、损耗等问题有待进一步研究。综合各类消能工的优点，将其布置成混和形式，也是涡流式内消能工的研究方向。     

适合高山峡谷高坝泄流的涡流式竖井溢洪道

研究成果表明：竖井涡流消能工具有良好的水力特性和消能效果，消能率在５０％以上，当考虑到高水头大流量、高流速运行条件时，会受空化空蚀及流动失稳等问题的困扰，而修建涡流式竖井泄洪洞是解决了述难点的有效技术措施。因此，选用涡流式竖井溢洪道，不失为改建导流洞为泄洪洞或修建泄洪洞的较佳选择。     

跌水消能效果与造价分析

竖井式跌水在大跌差工程中应用,消能效果最佳,分析了竖井式跌水的消能效果及造价,简述了竖井式跌水的设计方法。     

涡流竖井消能初步研究

通过模型试验，提出了竖井涡流消能工的消能率、泄流能力、流量系数等指标。论述了在高落差情况下以消能率计算消能效果容易产生的误解。以及以流速值来判断同一泄水建筑物的不同消能工的消能效果的直观性。提出了针对四川山区特点应进一步研究的方向     

竖井式消能工抗冰胀研究与实践

季节冻土区传统开敞式消能工受冻害破坏普遍而严重，新型的竖井式消能工通过其总体布置，结构型式本身圆满地解决了复杂的冻害问题（不需加外任何特殊的防冻措施）竖井式消能工总体布置简化，受冻部位面积小，利于抗冻胀，基础在一个平面垃用水保温防冻，消除了基底法向力的危害，竖井及卧洞均采用利于冻胀力自身平衡或衰减的圆形，拱形，蛋形，马蹄形等薄壁结构。     

内消能工在船闸输水系统中的应用分析

针对高水头单级船闸,提出船闸输水系统设置内消能工的设想及总体布置原则.在分析各种典型内消能工消能原理和水力特性的基础上,确定了适合船闸输水消能特点的竖井式内消能工,并给出设置竖井式内消能工输水系统的具体布置和主要尺寸的确定方法.依托世界单级水头第三位的乌江银盘船闸工程,对该船闸设置竖井式内消能工输水系统方案进行布置和初步的计算分析.结果表明,竖井式内消能工可消耗大部分水流能量,并改善闸室内的水流条件,同时创造了稳定的通气条件,可大大优化阀门的工作条件,但输水时间稍长.     

多级侧坎式螺旋泄水道竖井水力特性研究

针对螺旋滑道式竖井入流条件要求低、排气稳定但消能不足的特点,该文提出了一种多级侧坎式螺旋泄水道竖井,即在竖井螺旋泄水道外壁沿程设置多级侧坎以达到消能效果。试验中可以观察到：在螺旋泄水道水流流动时,部分水流受侧坎作用形成折射水流,折向泄水道内侧,部分水流未受侧坎影响,在离心力作用下发展为贴壁流动;两股水流在侧坎后交汇,交汇处产生了强烈的紊动剪切,降低了水流动能。结果表明,侧坎螺旋滑道式竖井的消能率与螺旋阶梯式竖井的消能率相近,与传统螺旋滑道式竖井相比,其消能率可提高20%～30%。此外,还试验研究了不同侧坎宽度下的竖井水力特性,包括流态、压强、消能和水面线等,总结了侧坎宽度对竖井流动的影响规律。     

旋流式竖井底部消能区压力特性研究

旋流式竖井主要利用水流的螺旋运动和底部消能区消能,是一种较为新型的泄洪消能工,但在高水头、大流量条件下,旋流式竖井泄洪洞内水流流态复杂,底部消能区承受较大压力,对结构安全形成严峻考验。通过1/30模型试验与理论分析的方法研究在不同深度下底部消能区侧壁及底部的压力特性,并针对环状水跃位置不易确定的问题提出一种新的思路确定底板的冲击压力,给出底板最大冲击压力的计算公式。结果表明:旋流式竖井底部消能区侧壁压力与井深关系不大,随流量同步增减,则控制侧壁结构的因素是大流量时的压力;各体形下侧壁压力最大值均出现在竖井侧壁最低点,随着竖井深度加深,最大时均压力呈增加趋势;通过拟合的底板最大冲击压力公式,建议竖井深度与直径比大于1.2。     

旋流式竖井溢洪道竖井的水流特性研究

本文在对旋流式竖井溢洪道的实验研究基础上着重分析了该消能工的消能机理，讨论了水流旋流数和水流的涡粘滞系与消能率的关系，并建议了简易可行的数值计算方法。在研究中也发现了竖井边壁上的剪应力过大这一在具体应用中需要注意的问题。     

排洪工程中竖井式溢洪道的水力特性

南平市区高水高排排洪隧洞工程由竖井式溢洪道和排洪隧洞等组成,是解决南平市区延福涝区汛期内涝问题的重要工程措施。该文根据高水高排竖井式溢流道的排洪特点,通过水工模型试验,重点研究竖井弯管段附近的高跌水消能防冲和抗气蚀破坏,并且提出改善措施,以完善竖井和排洪隧洞消能设计。     

排洪工程中竖井式溢洪道的水力特性

南平市区高水高排排洪隧洞工程由竖井式溢洪道和排洪隧洞等组成,是解决南平市区延福涝区汛期内涝问题的重要工程措施。该文根据高水高排竖井式溢流道的排洪特点,通过水工模型试验,重点研究竖井弯管段附近的高跌水消能防冲和抗气蚀破坏,并且提出改善措施,以完善竖井和排洪隧洞消能设计。     

高坝施工导流洞改为永久竖井泄洪洞水力学研究

本文通过模型试验研究涡室－竖井内消能系统，用内设阻涡坎的涡室连接泄洪洞和竖井，带盲洞的消力并连接竖井和导流洞。探讨了涡室－竖井内消能系统中的流态、边壁时均压力、脉动压力、消能率、消力井尺寸与消能率之间的关系和消能机制等水力学问题。     

竖井式消能工抗冻胀研究与实践

季节冻土区传统开敞式消能工受冻害破坏普遍而严重,新型的竖井式消能工通过其总体布置、结构型式本身圆满地解决了复杂的冻害问题(不需外加任何特殊的防冻措施)。竖井式消能上总体布置简化,受冻部位面积小,利于抗冻胀。基础在一个平面均用水保温防冻,消除了基底法向力的危害,竖井及卧洞均采用利于冻胀力自身平衡或衰减的圆形、拱形、蛋形、马蹄形等薄壁结构。     

竖井消能工在九井灌区联网进水闸工程中的应用

竖井消能工在九井灌区联网进水闸工程中的应用张文华，张爱珍，杨奎芳（讷河市水利局）关键词：竖井消能工，九井灌区，联网进水闸在季节性冻土地区的灌区工程设计中采用竖井消能工，可以避兔冻胀力对建筑物造成的危害，并可改善消力并后涵洞内的水流流态，消能效果较好。...     

竖井进流水平旋流式内消能工的水力特性

随着国内外高水头水利枢纽工程的日益兴建，寻求新的消能途径解决高水头大流量条件下泄水建筑物的安全和消能问题是高坝水力设计中亟待解决的难题之一。本文对竖井先进流水平旋流式内消能工进行了试验研究，给出了过流能力，消能率，时均压力等水力参数的研究成果。     

大石门水电站消力井井深的优化试验研究

大石门水电站左岸竖井式溢洪道是枢纽唯一的泄水建筑物,最大下泄流量148 m^3/s。文中通过1：20.83的整体水工模型试验,对大石门水电站竖井溢洪道的水力特性以及下游消能防冲等进行了全面的试验研究,重点研究了竖井式溢洪道消力井体型的优化布置。     

竖井式跌水在尚希庄水库进水口设计中的应用

本文介绍了竖井式跌水在尚希庄水库进水口设计中的应用,提出按过流能力相适应的原则设计竖井尺寸,按消能池中形成淹没式水跃的原则设计池深。     

介绍一种新型消能工竖井式跌水

中小型水工建筑物消能研究一直是水利建设中的重要课题。竖井式消能是在季节冻土区水工建筑物抗冻胀研究中产生的一种新型消能工型式。由于其效益明显,所以从它产生以来就受到重视。目前,黑龙江省很多地方推广应用这种消能型式,仅木兰县就修建120多处。各地已建的竖井式消能工,流量为0.5—160立方米/秒,跌差为0.5—9米,而且大都建在软土地基上。其中有带跌差的交叉涵(如卫星运河11号交叉直径8米泄量70立方米/秒),闸(如桦川县永丰闸竖井直径5米),跌水(如嘉荫县保     

导流洞改建为跌流式竖井溢洪道的试验研究

结合某水电站导流洞改建永久性溢洪道试验,研究了跌流式竖井溢洪道的水力特性,并对消力井布置进行了优化研究。研究表明,该溢洪道自环形进水口以下采用突扩方式与竖井连接所形成的脱壁水流结构,与传统的贴壁式竖井的水流结构具有明显不同,不仅可以有效避免竖井段因水流流速较高可能造成的空化空蚀破坏,降低施工难度,而且有利于水舌掺气并促进消力井消能。该研究提出的消力井优化布置体型,与传统的布置形式相比具有更高的消能效率,消能效率可以达到83%以上。     

某抽蓄电站下水库竖井式溢洪洞设计

结合某抽蓄电站下水库竖井式溢洪洞的设计过程,采用水工模型试验进一步分析认证竖井式溢洪洞结构的合理性。通过水力学特性分析及计算,最终确定竖井式溢洪洞及其尾部消能工的平面布置与体型设计合理,泄流能力满足要求。图7幅,表4个。