红桥水电站增效扩容改造工程堰型优化试验研究

通过模型试验验证原设计方案存在的问题,提出了堰型改进意见;结合不同闸门开度的上、下游水流衔接状况及流态、流速分布,对水闸面流消能的可行性进行了论证,并优化消能工的体形和尺寸,妥善解决水闸泄洪消能问题。     

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。     

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.     

溢洪道挑流鼻坎水气二相流数值模拟研究

针对某溢洪道挑流消能存在的问题,采用VOF方法、立方体网格和k-ε紊流模型对溢洪道整体水力特性进行了三维数值模拟,对挑射水流流态、水舌掺气、水垫塘底板压强、下游河道流速等方面进行了分析。将某溢洪道由原高低式挑流鼻坎修改为差动式后,增大了下泄水流入水范围,提高了挑流消能的消能效率,减小了水垫塘底板压强,降低了下游河道水流流速。优化方案数值模拟结果得到了模型试验结果的验证。     

除险加固水闸的消能防冲措施

基于某除险加固工程水力学模型试验,通过对闸下水流流态、流速分布、特征断面垂向最大平均流速以及冲刷特性的观测,分析了设计方案条件闸下水流流态恶化及冲刷严重的原因,即下游翼墙加固改变了水流的边界条件,导致出闸水流受到边界挤压而主流集中,局部流速增大,冲刷加剧。通过不同消能防冲方案的试验比较,提出了利用分隔墩消除出闸水流集中的现象;分隔墩消除了主流受边界挤压现象,起到了改善闸下水流流态,均化闸下水流流速分布,降低河床最大流速,减轻闸下冲刷的作用,且体型结构简单,易于施工。     

宽尾墩对跌坎底流消能影响的试验研究

针对跌坎底流消能在下游水位变幅较大的电站中的泄流消能问题,结合赛格电站进行了模型试验研究,从消力池的水流流态、临底流速以及底板时均冲击压力三方面详细地分析了宽尾墩对跌坎底流消能的影响。试验结果表明,宽尾墩改善了跌坎底流消力池内的水流流态,降低了消力池内的临底流速和时均压力,较好地解决了跌坎底流消能不能适应下游水位变幅较大这类工程的泄洪消能的缺陷。     

消能工在白杨河水库的联合应用

针对白杨河水库枢纽工程原设计方案消力池尺寸不足,下游护坦流态不良、冲刷严重的问题,进行了四种不同修改方案的试验研究。通过对原方案及修改方案水流流态的观察,水深、流速、消能率等方面的测量计算,推荐采用“阶梯式溢洪道＋消力墩”的联合消能方案。试验表明,阶梯式消能工可以消除水流的大部分能量,减小消力池及下游护坦的消能负荷。将...     

顶山隧洞进出口水工模型试验研究

通过对顶山隧洞进出口水工模型试验研究,验证隧洞进出口各种工况下的水流流态和消力池的消能效果及水流对下游渠道可能产生的冲刷影响;试验测得隧洞进出口水流流态基本平稳,隧洞出口的消力池末端流速不大,不会对下游渠道产生大的冲刷破坏。     

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。     

南雄市宝江水库加固工程溢洪道模型试验优化研究

针对宝江水库进水口绕流、消力池水跃不对称、转弯段水面横向比降大和远驱水跃等不利的水流态,通过改变导墙形式、增加消力池池深等措施,有效改善水流流态,使溢洪道过流能力和下游流速分布满足设计要求。     

泄水闸后弯道陡坡段急流调控措施研究

针对典型泄水闸后直角弯道段和陡坡段产生的急流横比降及冲击波等影响工程安全运行的不良流态,通过物理模型试验研究手段,在泄槽内增设了多个组合的急流调控措施,并结合下游消能工优化,以水位、流速和流态等直观的水动力因素为优化指标,实现了对泄水闸后弯道段急流横比降的调控和陡坡段冲击波的消减,改善了消力池内水流流态,提高了整体消能效果,基本满足了设计要求。     

导流洞出口布置形式及消能方式试验研究

以淋溪河施工导流模型为依托,重点研究导流洞出口布置形式及出口消能形式对下游冲刷、下游沿岸流速流态及涌浪的影响。由于淋溪河导流洞出口布置位置的特殊性,试验尝试了不同的布置方式及多种出口消能形式。试验结果表明:导流洞出口加设侧导墙可有效地阻止主流对导流洞出口水流的压迫,防止水流集中,有利于水流的扩散;加设消力墩可使水流横向、纵向、垂向得到充分的扩散,达到消能的目的,有效地减小水流对下游河道的冲刷,降低下游河道的流速及水位壅高高度。     

宽尾墩对跌坎底流消力池影响的试验研究

针对低水头、大单宽流量、下游水位变幅大的水电站中的泄洪消能问题,本文结合官地水电站工程进行了水工模型试验研究,从消力池的水流流态、临底流速以及底板时均动水压强对比几方面,分析了宽尾墩对跌坎底流消力池的影响。结果表明,宽尾墩改善了消力池内的水流流态,降低了消力池内的临底流速和时均压强,充分利用了宽尾墩技术优势,提高了泄洪设施的总消能率,有效解决了下游水位变幅较大的水电工程类泄洪消能问题。     

某拦河闸底流消能工消能防冲试验研究

通过物理模型试验,对某拦河闸底流消能工进行消能防冲试验,测试和分析不同开度下的水闸运行流态、流速分布及上下游水流衔接状况,研究成果可供工程设计参考。     

巢湖兆河分洪闸泄流特性试验研究

受周边地形条件及环境限制,巢湖兆河分洪闸与河道呈垂直布置,进流条件不利。针对分洪闸与河道垂直布置这一特征,分别对开敞式和涵洞式分洪闸进行了水工模型进口流态试验分析,结果表明涵洞式分洪闸进流流态优于开敞式分洪闸,能更好地保证各闸孔的均匀进流。针对涵洞式分洪闸方案,研究了分洪闸敞泄和控泄的泄流能力,指出敞泄状态下进口行近流速对流量计算影响明显,在水闸规划设计中,应计入行近流速影响。为改善消能效果及出口水流与下游的衔接,进行了多方案消能防冲改进试验,结果表明尾坎作为一种冲击式消能工布置在挖深式消力池末端,可使出口水流流速分布更加均匀并与下游水流衔接更为平顺,明显增强消能防冲效果。     

团山子水利枢纽溢流坝水工模型试验研究

根据该工程坝址下游特殊的地形条件,结合现场试验条件,通过建立1:60水工模型,对溢流坝在不同运行条件下的水流流态进行观测,验证溢流坝泄流能力,对溢流坝坝面、坝趾反弧段及消力池底板处压力分布进行研究,并通过消能试验优化消能建筑物结构尺寸。     

重庆市隘口水库弯道溢洪道水流特性试验研究

针对隘口水库溢洪道弯道段内同时存在横向与纵向坡降、挑流消能出口轴线与下游天然河道走向存在一定角度交叉导致的水力条件复杂问题,通过水力学模型试验,开展了溢洪道消能防冲效果方案和改善水流流态的优化研究。研究结果表明:在弯道段增设斜槛和改常规挑流鼻坎为扭鼻坎,能有效地改善弯道内水流流态和消能防洪效果。     

高土石坝大交角挑流消能水垫塘优化布置

通过如美水电站整体模型试验,从水流流态、水垫深度、动水压力、下游河道流速分布等特性,对比研究了增设二道坝和降低底板高程两类优化方案。结果表明,大交角挑流消能水垫塘下游增设二道坝,其效果与二道坝高度、泄量、河谷宽度等密切相关,会恶化出流与下游河道的衔接;降低水垫塘底板高程对下游衔接影响较小,且可有效增加水垫深度,降低水垫塘临底水力指标。     

跌坎型底流消能工跌坎深度在工程优化设计中的应用

以某工程导流泄洪隧洞底流消能工为试验研究对象,原方案试验中,在闸门半开工况下,下泄水流出现脱离泄槽底板现象,不利于下泄水流的消能,经研究,改变压坡段底板坡度,同时将泄槽的两个坡段改成一个坡段;原方案底流消能工消力池内均发生远驱式水跃,消能效果差,通过研究采用以最大临底流速为控制目标的最小跌坎深度计算公式,确定消力池底板高程。经两次优化试验后,消除了闸后水流脱离泄槽底板的现象,下泄水流流态稳定,消力池内形成稳定的淹没水跃消能,出池水流与下游水流衔接较好,消力池内临底流速和时均动水压强均明显降低,消能效果好。     

宽尾墩-跌坎型底流联合消能工水力特性试验研究

通过水工模型试验着重分析比较了宽尾墩-跌坎联合消能工与跌坎以及常规消能工消力池内的水流流态、临底流速以及脉动压力等,并根据试验结果拟合分析了该联合消能工的强迫水跃长度公式。试验结果表明,该种新型的消能方式改善了跌坎消力池内的水流流态,降低了消力池内的临底流速和脉动压力,缩短了消力池的长度,减轻了下游河道的冲刷,并且能很好地利用宽尾墩良好的消能率,克服宽尾墩挑射水流对消力池底板的冲击问题,为类似工程提供了参考,同时也丰富了泄洪消能工的型式。