新型冲击式消力箱的设计应用

芹菜塘水库坝后高涵为园形钢管出流,原消能设计采用长形消力池,实际运行表明钢管出口射流对渠道转弯外边墙产生剧烈冲击,水力消能达不到预期效果,受冲边墙产生裂缝,影响灌渠不能正常运行,后改用新型冲击式消力箱,明显改善了消能效果。消力箱较一般消力池具有消能效率高、工程投资省、施工简便、空间体积小等优点,对今后受地形限制在陡坡上建有压管出流的消能工程,消力箱有推广运用价值。     

小石峡水电站溢洪道消能工优化试验

通过新疆维吾尔自治区库马拉克河小石峡水电站溢洪道水力学模型试验,对其原设计方案的消能工结构形式进行了优化。试验表明,消力池段在通过设计流量30年一遇洪水1 856.20m3/s时,池内不能形成完整水跃,水跃前后波动剧烈,水流大量溢出,原设计方案的边墙高度、池长均不能满足过流要求。提出采用减小消力池池深、设置分流趾墩-消力墩-低消能坎的综合式消力池代替原设计方案的常规消力池的修改方案,在设计流量下进行泄水试验,试验结果表明,在分流趾墩、消力墩、低消能坎的联合作用下,消力池内形成强迫水跃,流态明显改善,水跃长度减小,跃后水深降低,消能率提高。采用分流趾墩-消力墩-低消能坎的综合式消力池可有效缩短消力池池长,降低边墙高度,节省工程造价,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。     

跌坎式底流消能工跌坎深度确定及工程应用

由于受地形条件和下游高速公路桥墩的限制,某水库工程在选择消能工和体型的布置上难度较大,最终设计采用底流消能。为研究消力池的体型、消能效果和出池水流对高速公路桥墩的影响,开展了水力学模型试验。采用降低消力池底板高程形成跌坎式底流消能工,取得了良好的消能效果,临底流速降低明显,下游河道水流对高速公路桥墩的水力冲击明显减弱。所得成果可为类似工程的消能研究提供参考。     

牛寨节制闸综合式消力池计算分析

结合工程实例,通过对牛寨节制闸综合式消力池及无辅助消能设施的综合式对比计算分析,证明了辅助消能设施对于减小消力池深度和长度的有效性,总结了消能计算成果的一般规律及综合式消力池消力坎的高度和消力池深度在整个消能过程中的相互转换关系.     

综合式消能工的水力特性及工程应用

经过水工模型试验研究提出一种结构简单、消能充分、施工方便的综合式消能工——分流墩＋消力墩＋消力池。该消能工注意了各单体消能形式间的紧密配合，充分发挥各单体消能形式的群体效应，解决了某工程所出现的消能不充分及水漫边墙问题。特别是在已建和改建工程中应用，该消能工将会收到事半功倍的效果。     

跌扩型底流消能工压力分布特性的试验研究

通过水力学模型试验着重分析了突扩比、跌坎深度和入池水流弗劳德数Fr0对消力池底板冲击区动水压力的影响。研究结果表明,在跌扩型底流消能工中,选择合适的突扩比、跌坎深度和入池水流弗劳德数Fr0,能有效降低消力池内底板和边墙的水力学指标。他们在一定的最优组合下,可既保证消力池中消能率高,又能满足消力池底板和边墙处动水冲击压力小的要求,避免造成底板板块的失稳破坏。     

跌扩型底流消能漩涡特性的初步研究

多股跌扩型底流消能是一种新型消能方式,消力池内紊流特性复杂。基于RNG κ-ε紊流模型和VOF自由表面追踪法,采用非均匀结构网格技术,建立了三维紊流数学模型,对高低坎多股跌扩型底流消能工进行高精度数值计算。讨论了不同消能方案下游消力池内漩涡分布及变化特性,指出：跌扩型底流消能,水流紊动剧烈,各种漩涡结构交织,下游消力池底板、边墙及跌坎附近随机形成了强度和尺度各异的立轴和横轴漩涡,但漩涡具有一定的游移性和间歇性;消力池底板X=0+0.0~0+40.0范围为立轴漩涡高发区;边墙处漩涡主要分布在高程Z=4.0~16.0 m范围.     

宝鸡峡渠首工程冲砂底孔消能方式的优化设计

本文通过对宝鸡峡渠首加坝加闸工程消能方式的研究、比较，论证了不同消能方式的优缺点，提出了适合于低水头、大流量泄水工程消能的工程措施，表明了戽式消力池对于低佛劳德数消能具有良好的适应性。结合工程布置，此种消能方式具有消能效果良好，节约工程投资，缩短工期等社会经济效益。     

跌坎式消力池模型试验研究

通过传统消力池和跌坎式消力池的物理模型试验,对两种底流消能消力池的底部流速、水跃长度和消能率进行对比分析,结果表明:跌坎式消力池缩短了水跃长度,减少了消力池长度,从而大大减小了混凝土用量;有效地降低了消力池底部流速,防止了水流对消力池底板的冲刷;提高了消能率,减少了水流对建筑物及下游河道的冲刷。跌坎的高度对消力池消能有较大影响,因此,在设计跌坎式消力池时,要选择合适的跌坎高度才能达到更好的消能效果。     

蘑菇湖水库泄水涵洞下游消能措施的改进

分析了蘑菇湖水库泄水涵洞下游消能的现状及存在的问题，通过对垂直边墙水平扩散消力池的水力计算和水工模型试验，提出了在消力池尾部加消力槛的改进措施，经实际运用，得到了满意的消能效果。     

戽井同腔双漩滚消能池设计思路与应用

戽井同腔双漩滚消能池是在综合戽式消能池、冲击式消能池及消能井的结构特征与消能原理基础上提出来的.因消能池底有井,射流水体被架空,有下游井壁作为强迫水跃坎,迫使射流迸裂解体,于消能池内产生两个漩滚,致使水流在短距离内消耗大量动能.文中介绍其产生背景,结构体形设计思路、试验与应用前景.     

石津干渠赵陵铺进水闸下游消能设计简

赵陵铺进水闸是石津干渠由上游岗南、黄壁庄水库引水的重要建筑物,其消能安全不仅影响着建筑物自身,同时对石家庄市北防洪大堤也存在一定威胁。根据工程新的设计工况,对原有消能防冲设施进行复核,同时增设二级消力池,并根据工程条件限制,在满足消能要求的前提下尽可能使工程布置紧凑,减小偏流影响,消能充分。     

导流隧洞出口消力池体型优化数值模拟与试验研究

通过对新疆阿尔塔什水利枢纽工程导流洞水工模型泄流实验与数值模拟,对出口消力池进行了体型优化,在消力池水面线、消能率、出池最大临底流速、尾渠流态等方面与原方案进行了对比分析。结果表明:在实验范围内,优化后的消力池内最大水深降低了2.05 m,消能率提高了12%,出池最大临底流速降低了28%,尾渠稳定流速降低了66.7%。通过各项水力特性指标表明,优化后的消力池比原设计方案显现出更为优良的特性。     

青草沙水库下游水闸冲刷及辅助消能研究

选用起动流速与天然沙的起动流速之比与流速比尺一致的模型沙,对建于砂质粉土上的青草沙水库下游水闸的消能冲刷进行了试验研究.比较选用了在消力池末端设齿坎的辅助消能方案,冲刷程度显著减轻,为优化低Fr数水闸的消能防冲设计提供了依据.     

无压输水洞洞内消能优化研究

通过西藏旁多水利枢纽灌溉输水洞水力学模型试验,对无压输水洞洞内消能及消能工优化展开了研究.结果表明,下挖式消力池能较好地解决无压输水洞洞内消能问题,同时,在满足消能防冲要求、确保工程安全的情况下,应尽量使消能工的体型简化,以利施工及运行后维护工作的进行.     

安宁水电站溢洪道消能防冲试验研究

低水头、低佛汝德数消能一直是中小型水利工程泄洪消能的关键问题,通过水力学模型试验方法,对安宁水电站溢洪道泄洪消能问题进行了研究。结果表明:通过折坡消力池中布置两排消力墩以及护坦末端加设尾坎的方案,解决了该溢洪道消力池消能及水流衔接问题,提高了消能率,改善了下游河道水流条件。     

水闸消能效果分析研究

水闸消能一般采用底流式(水跃)消能,但它往往又是在低水头情况下泄流,佛汝德数低,水闸消能效果较差。为了提高水闸的消能率,采取了有效的工程措施,即在普通消力池的基础上增加了辅助消能工以及修建复式消力池等工程措施。通过分析研究可知,水闸的消能效果有了明显的提高,尤其是复式消力池消能率较高,能起到良好的消能效果。     

台阶式溢洪道的消能及其应用价值的探讨

作者总结了溢洪道消能率的计算公式、消能率的影响因素、台阶式溢洪道的适用范围;对某水库的台阶式溢洪道和光滑面溢洪道的两个方案在消能效果、消力池长度等方面进行比较,分析了这两种方案各自的特点。结果表明,台阶式溢洪道消能主要集中在台阶段,而且相对于光滑面溢洪道,大大缩短了消力池的长度,降低了投资。     

基于低弗氏数水流下折坡渐扩式消力池的优化

底流消能中在遇坡度情况下通常采用折坡扩散型消力池,其消能效果较好,对地形适应性强,在同等水利条件下,需要的池深更小,更经济高效。折坡式消力池的优化及应用还存在难题,该体型在低弗氏数水流下的消能与具体工程的应用具有一定研究价值。本工程水流为低弗劳德数水流,通过模型试验,在不同工况下,对折坡扩散式消力池的水深、压强、消能率等水力特性做了研究,针对三种不同体型比较优化,最终得出加深消力池与在护坦加设消能墩的方式,其对下游水深的适应更好。     

跌坎型底流消能流态转捩及控制研究

跌坎型底流消能工是一种建立在常规底流消能工基础上的新型消能工。通过理论分析得出,跌坎型底流消能工消能率随着跌坎高度与上下游水深的变化而发生变化,且不同入池Fr下,满足消能率所需坎高与水深不同。结合某大型水电工程进行验证,针对上游相对水位120.0~140.0 m、下游相对水位40.0~50.0 m,跌坎型消力池内水流流态特征进行分析。研究结果表明,跌坎型消力池内水位波动最大值发生在跌坎下游50~100 m范围内;随着跌坎型消力池跌坎高度的变化,消力池内水流可呈现出三种不同流态特征;当跌坎断面采用收缩体型后,跌坎高度可得到提升,有效地保障消力池内水流流态稳定和消能效率,改善消力池内临底水力学指标。