溢洪道出口挑流鼻坎体型优化设计研究

KLBL水电站溢洪道出口挑流鼻坎,原设计方案采用单曲挑坎形式,经试验验证下泄流量不满足设计过流能力,严重影响了溢洪道的安全运行。笔者在理论计算的基础上,结合水工模型试验,对溢洪道挑坎体型进行了改进优化,提出采用双曲扩散挑流鼻坎体型,通过模型试验分析,说明设计合理。     

峤山水库溢洪道挑流鼻坎结构尺寸的确定

在溢洪道设计中,挑流消能是主要消能型式之一,其中挑流消能型式中挑流鼻坎结构尺寸是影响消能效果的关键,挑流鼻坎结构尺寸受多种因素影响。结合莒县峤山水库溢洪道工程设计,针对溢洪道挑流鼻坎结构尺寸确定的方法,与大家共同探讨。     

溢洪道挑流鼻坎几何尺寸的确定

在溢洪道设计中,挑流消能是主要消能型式之一,其中挑流消能型式中挑流鼻坎几何尺寸是影响消能效果的关键,挑流鼻坎几何尺寸受多种因素限制。本文结合泼河水库溢洪道工程,针对溢洪道挑流鼻坎几何尺寸确定的方法,谈几点体会。     

溢洪道挑流鼻坎几何尺寸的确定

在溢洪道设计中,挑流消能是主要消能型式之一,其中挑流消能型式中挑流鼻坎几何尺寸是影响消能效果的关键,挑流鼻坎几何尺寸受多种因素限制。结合通河县二甲沟水库溢洪道工程,针对溢洪道挑流鼻坎几何尺寸确定的方法,谈几点体会。     

高陡槽溢洪道挑流鼻坎体形研究

结合紫坪铺水利枢纽工程的溢洪道挑坎特性,采用模型试验的研究方法,根据挑流鼻坎体型设计理论和它灵活性特点,应用CFX软件对挑流鼻坎体型进行了改进优化,以使挑流水舌分布更均匀、挑距更大和冲刷更小,并通过对水舌和冲坑特性的观测来验证改进结果。     

某工程溢洪道挑流鼻坎的模型试验

以某工程溢洪道挑流鼻坎为研究对象,采用物理模型试验的研究方法,以同等工况为试验研究前提,不同挑流鼻坎形态为研究方向。经试验得出不同鼻坎体型对应消力池下游水流流态、水流挑距、河床入射水流形态及河床冲刷形态。观测分析对比,得到适用于该工程实际的溢洪道鼻坎体型。     

洞巴水电站高陡槽溢洪道挑流鼻坎体型优化试验研究

该文简要介绍洞巴水电站工程高陡槽溢洪道挑流鼻坎体型优化的试验研究,通过调整鼻坎体型,有效控制水舌落入河床的位置、范围和流量分布.经过多个方案的比较分析,提出了新的"へ"*型斜鼻坎,很好地解决了洞巴水电站工程的消能防冲问题.     

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。     

轿顶子水电站挑流鼻坎段体型优化模型试验研究

下游冲刷是溢洪道设计中经常面对和必须要解决的问题.文章以辽宁省轿顶子水电站为例,利用模型试验的方法针对溢洪道挑流鼻坎原设计方案存在的问题进行优化设计,并提出了具体的优化设计方案,试验结果验证了优化方案的可行性和合理性,可在类似工程设计中采用.     

大圆弧导向鼻坎在昌马水库溢洪道改建中的应用

在昌马水库多年的泄洪运行中发现,其溢洪道泄洪出口水舌落点集中,在岸边形成较深的冲刷坑,直接威胁到岸坡的稳定安全。为了解决该问题,通过溢洪道挑流鼻坎改建方案的水工模型试验研究,调整挑流鼻坎体形,提出了适用范围较广的大圆弧导向鼻坎改建方案。经过模型试验验证,大圆弧导向鼻坎不仅具有很好的导向功能,有效控制水舌落水位置、分布及范围,而且能使水舌沿横向、纵向拉开,使水舌覆盖消能区较大范围,减轻河床冲刷,有效解决昌马水库溢洪道存在的问题。     

溪洛渡水电站泄洪洞出口挑流鼻坎体型优化研究

溪洛渡水电站采用坝身孔口与岸边泄洪洞相结合的泄洪消能方式。左、右岸各布置两条常规泄洪洞,是目前国内最大规模的泄洪隧洞。在正常水位泄洪时,泄洪洞最大流速近50 m/s,消能防冲设计难度大,对挑流鼻坎的水力性能要求很高。针对原设计方案中下游水舌冲刷两岸、且冲刷坑深度较大的问题,对挑坎体型进行修正。利用Bezier曲线生成技术构造出口挑坎,通过移动控制点改变挑坎的曲线和构造出口挑坎,优化了出口挑坎体型,并通过物理模型试验进行检验。     

某水库溢洪道优化设计模型试验研究

泄流消能设施的合理设计对保证水利工程的安全运行具有重要意义.本文采用模型试验的方法对某水库溢洪道结构设计进行优化研究.试验结果显示,溢洪道原设计方案的泄流能力不能满足设计要求,一级泄槽和二级泄槽段边墙高度较低,富余度明显不足,迷宫堰的背坡面部位存在比较明显的负压区.针对原设计方案,提出了增加迷宫堰的总宽度,缩短泄槽段长度,增加溢洪道泄槽段边墙高度,减小泄槽进口的宽度以及增加挑流鼻坎长度的优化方案.优化方案条件下的过流能力和边墙高度满足过流要求,沿程基本无负压,空化影响可以忽略不计,下游冲刷不会对工程运行造成比较明显的负面影响,基本满足设计要求,建议在工程设计中采用.     

某水库岸边溢洪道体型优化试验研究

结合某中低水头水库工程的岸边溢洪道,以水流流态衔接、减小消力池规模为控制指标,采用物理模型试验比较了采用"光滑溢洪道+底流消力池"与"前置掺气坎式阶梯溢洪道+底流消力池"两种消能方案的优劣,对不同布置方案在不同运行工况下的水流流态、入池流速与消能率等水力学指标进行详细对比分析。研究成果表明:采用前置掺气坎式阶梯溢洪道后,消力池长度能缩短57.1%,入池流速减小最大达51.18%,综合消能率大于84%。同时,前置掺气坎式阶梯溢洪道使阶梯泄槽内掺气更充分,继而可减小发生空蚀破坏的可能性。研究成果可为类似工程设计提供一定的参考。     

溢洪道出口窄缝挑坎特性研究

消能工体型的选择在水利工程设计中至关重要。采用RNG k-ε紊流模型与VOF方法对泄洪过程中溢洪道与水垫塘内的水流进行水气二相流三维数值模拟,研究窄缝型挑坎消能工的水流特点及规律,结果显示,数值模拟计算的水深、水流流态、入水角度等参数与模型试验结果吻合较好,验证了数值模拟的可行性。在此基础上,计算分析了窄缝型挑坎收缩段水流及空中水舌的水力特性,以及水垫塘底板压强分布规律,确定出窄缝型挑坎最大压强所在位置及空中水舌流速变化规律。研究结果表明：窄缝型挑坎束窄水流作用明显,其空中水舌同一横断面的最大流速位置基本相同,同一纵向断面垂向流速差沿程逐渐减小,挑坎收缩段底板处流速大小呈抛物线形分布,而压强分布沿程呈现3个区间3个趋势的分布规律。研究成果可为实际工程中同类型消能工的设计提供参考。     

溪洛渡水电站泄洪洞双曲挑坎体形设计

溪洛渡水电站4条泄洪洞位于沙谷两岸，为防止泄流水舌冲刷河岸，要求水舌挑射玉河床中心，同时使水舌沿河道方向扩散。为此，泄洪洞出口采用了异形扭曲挑坎。在不可压缩流的NavierStokes方程基础上，以求解流体力学逆命题的方式，按照水电站的地形、地质条件及下泄水流的具体要求，根据事先选定的挑流入水范围，通过计算反求能满足这些要求的挑坎体形。按此设计出的双曲挑坎满足上述要求，而且泄水时挑坎上的压力均呈正压，有利于防止空化的产生。     

溢洪道差动式挑坎水力特性分析和计算探讨

溢洪道差动式挑流鼻坎可增大其挑射水舌的扩散、碰撞、掺气和消能率,从而减轻下游河床的冲刷。目前对差动式挑坎水力特性研究成果仍较少,给工程设计带来极为不便。在现有的文献和成果总结和分析的基础上,开展了差动式挑坎下游河床冲刷特性的试验研究,对差动式挑坎段的水面线、挑射水舌挑距及其下游河床冲刷特性和计算方法进行探讨,并进一步补充了差动式挑坎下游冲刷影响系数与其体型和泄流水力参数的关系。研究成果与水力模型试验结果较吻合,可供类似工程设计和运行参考。     

水库溢洪道多级消能优化研究

水电站多具有长泄水道、大落差发电特点,对于这类电站单级消能工已经不能满足安全和经济要求,因此,宜采用多级消能。本以大河边水库为研究对象,针对溢洪道原设计方案中的不利水力现象进行了方案修改,取得了良好效果。     

威远江水电站溢洪道挑流鼻坎数值模拟研究

针对威远江水电站岸边式溢洪道挑流消能存在的问题,采用RNGk-ε双方程模型、非结构网格与自适应局部网格加密的方法,模拟湍流,利用流体体积分数法(VOF)确定自由水面线,成功地对溢洪道挑流鼻坎挑流进行了三维紊流数值模拟。对挑流鼻坎的修改方案进行了研究,经过计算提出了较优方案,所提方案得到了物理模拟的验证,为威远江水电站设计与优化提供了可靠的设计依据。