某泄水闸面流消能试验研究

通过物理模型试验优化了泄水闸的体型布置和尺寸,满足了泄水闸的泄流能力要求,使出闸水流衔接流态顺利形成面流,妥善解决了泄水闸下游消能防冲问题,试验成果可为类似工程设计提供参考.     

贵州大兴水利枢纽工程整体水工模型试验研究

通过大兴水工模型试验,对原设计方案的水流流态、流速分布、掺气情况及下游河道的流速、流态分布进行了试验研究与分析。通过设置宽尾墩对下游水流起到很好的消能防冲效果,优化了消能设施,验证了泄水建筑物的过流能力,为设计部门进一步优化枢纽布置提供了科学依据。     

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。     

水库溢洪道方案比选与试验模拟研究

对河北省海河流域骨干河流新建水库坝址、坝轴线及地形地质情况进行研究,选定具体溢洪道布置及设计方案,利用重力相似准则对溢洪道进行模型设计,确定模型比尺λL=40,进行泄流能力和消能防冲试验观测,通过对敞泄情况下库水位—泄量关系规律、水面线情况、水流流态及流速分布规律,控泄时水流情况,以及两种情况下消能防冲情况、起挑流量进行观测、记录、分析,为溢洪道的布置及设计提供技术支撑。     

燕山水库整体水工模型试验研究

通过燕山水库整体水工模型试验,对溢洪道和泄洪洞进出口体型、泄流能力、水流流态、流速分布、压力分布、消能防冲、空化气蚀等进行了系统研究,验证了水库各特征水位下泄水建筑物的泄流能力,校核挡墙的设计高度,分析了泄水建筑物产生气蚀的可能性,提出了优化的进口体型,并根据下游消能、冲刷情况,提出了相应的工程保护措施.     

某山区溢洪道流态优化和消能试验研究

某山地溢洪道入流角度过大,且水流受圆弧段弯道离心力的影响,溢洪道外侧水体壅高明显,严重影响下游的衔接消能。在不改变原平面布置情况下,采用物理模型试验方法对溢洪道进行了优化设计,上游入水口及弯道衔接段设导流墩,下游陡槽段采用台阶式溢洪道的防冲消能体形,并对水流流态及消能率等方面进行了试验研究。结果表明:上游进口段水流分布均匀,衔接段水面线明显降低,台阶段呈现稳定的滑行流。实测台阶式溢洪道消能效率达到了87%,消能效果良好,流态稳定。     

洪家渡水电站泄洪洞水力学问题的研究

通过模型试验对乌江洪家渡水电站泄洪洞进口水流特性、有压段出口体型、跌坎掺气特点及下游出口消能问题进行了研究和优化，满足工程泄洪和消能要求．进口喇叭口顶缘选取悬链线型式，以改善流态和提高泄量；工作弧门后设突扩突跌体型和掺气坎来满足掺气减蚀要求；出口选取曲面贴角窄缝鼻坎的消能工型式，其适应于峡谷河道消能防冲，水舌纵向拉开形态好，适合各种流量运行，具有降低边墙高度、结构受力好、便于水舌跨岸等优点，从而减轻下游冲刷程度，达到消能防冲的目的．     

沟水坡水库溢洪道弯道水流及消能试验研究

沟水坡水库溢洪道除险加固工程受地形条件限制体形复杂,涉及弯道、收缩等复杂的水力学问题,为了验证原设计方案的合理性,采用几何比尺1∶50的正态水工模型系统研究了溢洪道的泄流能力、流态、流速、压力及下游消能防冲情况等。针对弯道水流和下游消能不佳的问题,通过在溢流堰段增设导流墩,使水流分布均匀且主流居中,流态较原设计方案明显改善,不仅消能效果提升显著,而且减少了水流对右岸边坡的淘刷。     

低闸枢纽护坦式消能工闸后冲刷试验研究

低水头、径流式电站的下泄水流弗氏数较小，消能效率低，往往造成下游河道的冲刷，甚至影响枢纽的安全。本文考虑山区河流的特点，结合四川某电站，对以急流方式与下游河道连接的护坦式消能工的出闸水流流态和下游冲刷特性进行了比较研究，提出了在护坦上设置隔墩、在护坦末端设置防冲槽、对左右岸坡进行护脚的消能防冲措施。试验结果表明满足了该工程的消能防冲任务。     

鸭河口水库除险加固工程溢洪道水工模型试验

为了验证鸭河口水库除险加固工程溢洪道设计布置方案的合理性,根据重力相似准则,采用比尺1:55的整体正态模型对溢洪道进出口体形、泄流能力、水流流态、流速分布、压力分布、消能防冲、空化气蚀等进行了系统研究.不同方案的对比试验结果表明:方案二优于方案一,同时建议加高溢洪道进口圆弧翼墙及墩头的高度,并注意加强下游回流区对两岸岸...     

多孔拦河闸的水力特性研究

为了研究拦河闸的水力特性,针对某拦污工程,通过1∶70整体水工模型试验,对各工况下拦河闸的流态、流速、流量和冲刷等水力学参数进行对比分析,得出流量系数、冲坑范围和深度及上游水位壅水高度,对多孔拦河闸的泄洪能力、消能防冲和上游淹没进行验证,进而对原方案运行方式、电站船闸处导墙长度进行优化设计并提出合理的建议。优化结果表明:拦河闸进水平顺,水面光滑衔接,流速分布合理,流量满足要求;下游流态良好,冲坑深度和冲坑下游坡度满足要求;上游淹没范围满足要求。该研究可对类似工程理论分析及设计提供参考价值。     

下游水位下降对白石窑水利枢纽泄洪消能影响试验研究

针对白石窑水利枢纽下游水位降低可能影响水闸泄洪消能的问题,分下游河床下切前、后两种情况,选取典型工况进行了断面模型试验研究。试验表明,枢纽下游水位降低基本不会改变水闸下泄水流原有消能流态,下泄水流的主要消能条件变化不明显。但局开控泄、电站甩负荷工况及流量低于500m3/s时,下游水位下降导致下游河床流速增加且水深较小,可能对河床造成冲刷,建议适当增加开启孔数,减小下泄单宽流量,确保泄洪安全。     

杂木寺水电站水工及泥沙模型试验研究

针对杂木寺水电站枢纽布置、泄水建筑物进口及消能工的体型优化、库区拉沙以及下游河道的消能防冲等问题进行了41个方案的试验研究和论证分析，通过在电站进口加设导沙坎、在泄洪冲沙闸末端加设小挑坎以及在消力池右边墙出口段加设导流墩等措施，较好地解决了库区拉沙问题及枢纽的泄洪消能问题。提出的推荐方案具有体型简单，易于施工，操作灵活、工程量小、下游河道冲刷较浅等优点，达到了泄洪消能试验的目的，满足了设计要求，并被应用于工程设计中。     

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。     

旋流消能及三洞合一出口型式在溪古水电站设计中的应用

溪古水电站在枢纽布置上,受坝轴线右岸下游梅铺堆积体、古河道等地质条件限制,导流和泄洪建筑物布置只能放在地形呈凹岸但地质条件较好的左岸,又受挡水建筑物堆石坝布置的限制,导流、泄洪和排沙建筑物的出口位置仅局限在一处地形上,这就要求导流、泄洪和排沙建筑物的布置既要紧凑,出口又要结合,通过枢纽方案比较,泄洪建筑物采用了具有消能率高、对下游河道影响小、投资较省的竖井旋流及三洞合一出口消能型式。通过水力学模型试验验证,达到了预期的效果。     

导流明渠设计问题探讨

采用导流明渠的基本条件是河谷较开阔、河水分叉、枯水期有滩地出露、岸边具有台地、古河道、垭口、河湾等地形;其主要优点是过流能力较大、超泄能力较强、施工条件较好、造价相对较低等。导流明渠一般用于初期导流,中后期导流还需与底孔、隧洞、缺口等其它导流方式组合,以妥善地解决主体工程施工过程中的水流控制问题。导流明渠设计问题是在给定流量下,应使允许流速正好符合水力最佳断面而渠道坡降最经济。通过景洪、观音岩水电站等导流明渠工程实践检验,其成果可供大、中、小型水利工程导流明渠设计借鉴。     

塔尔郎渠首水工模型试验研究

渠首各建筑物位置设计时,要综合考虑泄洪、排沙、引水三者之间的制约关系。在满足引水条件下,尽量避免泥沙进入引水渠道;防止闸前、后出现冲淤现象。解决好上述问题的关键,是合理确定各建筑物的高程及相互之间的平面位置。为了验证塔尔郎渠首工程各建筑物的相对位置是否满足设计要求,进行了模型试验。成果表明:渠首引水闸底板高程偏低,闸室进沙量较大;渠首泄洪排沙闸在校核流量下,闸墩及闸门顶高程偏低;泄洪槽末端出口处的冲坑深度大于设计值。因此,对引水闸进口底板及平面结构进行了调整。经两次优化后,渠首工程引水防沙满足设计要求。为了减少泄洪排沙闸及泄洪槽的淤积,提升引水质量,提出了各种工况下的闸前壅水运行调度方案。     

溪古水电站竖井旋流溢洪洞设计与分析

溪古水电站泄洪建筑物布置受地形地质条件限制,采用了结构简单、进出流方向不受限制的竖井旋流消能方式,在充分利用下部泄洪排沙（放空）洞具有较大的泄洪能力基础上,结合导流洞开挖后良好的围岩地质条件,适当减少了上部竖井旋流溢洪洞泄洪规模,将溢洪洞下平段与导流洞结合,优化了泄洪建筑物布置格局,并通过初设和施工详图两阶段水工模型试验分析对比验证,竖井旋流消能,是一种便于枢纽灵活布置、具有较高消能率的内消能工型式。     

SUE水电站工程设计方案评价及优化

依据国际规范及合同要求,采用变态定床模型试验方法,对 SUE 水电站工程建筑物设计方案合理性进行评价。结果表明,SUE 水电站建筑物体型尺寸设计合理,泄洪闸过流能力满足要求,上游翼墙及下游导流墙起到导流、平稳流态的作用,但设计洪水流量时泄洪闸下游消力池消能防冲效果欠佳;为此,根据下游水跃的特点,合理加长消力池长度,并在消力池水跃尾部合适位置设置消力墩对原设计方案进行优化;优化后 PMF 洪峰流量时,海漫水流平稳,海漫末端断面垂向流速分布趋于正常流速分布;设计流量时,海漫下游底部流速减小,下游河床不会发生冲刷。     

向家坝水电站泄洪消能关键技术研究与实践

向家坝水电站泄洪消能具有"高水头、大单宽流量、泄洪频繁、多泥沙"的特点,其泄洪消能方式受雾化、通航、排沙以及地质条件等方面的制约;通过采用高低坎泄洪消能方案,攻克了向家坝水电站泄洪消能技术难点;达到了雾化影响小、消能效率高、消力池临底流速小、下游水流平顺、泄洪运行方式灵活、悬移质能安全过坝的效果。模型试验、数值分析和原型监测成果表明,立轴漩涡临底强度较低,原型监测尚未观测到立轴漩涡;磨蚀、水流空化、闸门流激振动等方面的水力特性都在允许的范围内;经受了三个汛期的泄洪考验。下游县城紧邻水电站,且局部城区位于古河道的不利地质条件,部分泄洪工况时出现了下游县城局部区域房屋门窗振动现象。通过溪洛渡、向家坝两库联合调度和优化闸门运行方式,振动强度得到显著减小,使门窗振动问题得到有效控制,各项振动量值均在国家规定的人身舒适性评价标准的容许限值之内。