苏巴什水库下游消能防冲建筑物加固设计

苏巴什水库工程行洪过程中,水库下游消能防冲建筑物遭受洪水冲刷破坏。针对消能防冲的问题,首先分析了冲刷破坏的原因,其次明确了加固设计思路,在此基础上进行多方案比较分析,并依托水工模型实验优化消力池内辅助消能工设计,最终确定加固设计方案。水库在经历次年行洪后,加固改造范围没有冲刷破坏,河床未见明显掏刷痕迹,挡墙基础结构稳定,可知加固设计方案是可行的。

基于数值模拟的水闸消能防冲控制条件确定方法研究

为研究水闸消能防冲控制条件的确定方法,以铜城闸实际工程为例,采用数值模拟方法在优选模型的基础上分别选取消能设计工况与消能校核工况的5个闸门开度进行消能防冲计算,通过分析确定过闸最大单宽能量找寻该水闸运行时的最不利工况。模型优选后闸前上游段计算长度选取90 m、防冲槽下游段计算长度选取40 m、网格划分形式选取基于粗网格下的局部加密网格、湍流模型选取RNG k-ε模型,在此模型基础上最终计算分析得出消能设计工况下闸门开度为4.0 m时,过闸单宽能量最大,此工况下上游水位10.1 m,下游水位5.6 m,即为该水闸的消能防冲控制条件。研究内容打破了将水闸泄洪工况作为最不利工况的传统思路,更能保障该水闸的安全运行,具有较好的工程应用价值,能够为同类水闸工程确定消能防冲控制条件提供参考。

民众镇正涌水闸除险加固闸下消能防冲设计浅析

正涌水闸地面沉降增加了闸门结构的风险,使其防冲能力受到威胁。正涌水闸除险加固对水库安全运行至关重要。以民众镇正涌水闸为工程背景,开展除险加固消能防冲设计,设计出合理的除险加固方案,通过消能工复核计算和稳定性验算验证加固设计方案的有效性。除险加固的实施确保在防洪、治水以及灾害应对等方面的功能性和可靠性。研究结果可为正涌水闸除险加固设计提供科学依据,提高其防冲能力和安全运行水平。

水布垭枢纽泄洪消能防冲试验研究

针对水布垭枢纽泄洪消能特点及可行性研究报告审查意见 ,对溢洪道泄洪消能方式、泄流能力、消能区防护方案及电站尾水两种出口形式等进行了水工模型试验研究 ,提出了与之相适应的新颖的窄缝消能工组合形式 ,较好地解决了该工程具有的大流量、窄河谷、高落差及下游地质环境差的泄洪消能防冲难题。

平原区水闸闸下消能防冲与闸门控制运行

针对平原区水闸闸下消能防冲与闸门控制运行的特点,基于水力学理论分析,导出了消力池最大深度的计算公式。以沙颍河郑埠口水利枢纽工程为例,确定消力池的设计方案。根据消能防冲应满足的水流条件,由系列模型试验资料绘制了闸门控制运行曲线图,继而依据该图制定了满足消能防冲要求的闸门控制运行方式。应用结果表明,采用该消力池方案设计并按此闸门控制方式运行,能很好地满足消能防冲要求。

水闸消能防冲设计条件的确定

闸下冲刷破坏较普遍,消能防冲设计条件选择不当是原因之一.水闸消能防冲设计条件一般选用最大单宽能量E=ρgΔHq作为控制条件.由于水闸的上下游水位及泄量是随闸门开度的大小和下游河道充水时间的长短而变化的,为确定符合单宽能量最大这一点的工况,只能通过将闸门分级开启的方法,用恒定流的公式逐级试算寻求.通过水工模型试验,并经原型观测资料验证,证明闸门开启过程中的水流是符合圣维南方程的非恒定流,并找到确定满足单宽能量E=ρgΔHq最大时的下游水深ht的途径.

安谷水电站消能防冲布置方案优化

安谷水电站布置在山区转平原入口的冲积扇上,枢纽消能防冲的方案设计关系到建筑物的安全和下游河床河岸的稳定.本文通过整体水工模型实验,在原设计方案的基础上,对枢纽的消能防冲方案进行优化,对比分析了闸下消力池池内及出口处的水流流态、流速分布及闸下消能率.提出的优化方案简化了消能工的结构,节省了工程量,较好地解决了消能防冲问题.

闸下海漫柔性加糙体消能防冲机理试验

通过室内水工模型试验,量测了采用废旧轮胎加糙后三维流速的分布。结果表明:加糙后近底流速明显降低,但整个断面的平均流速近似相等;随着轮胎排数的增加,水流紊流强度平均值增大,附加切应力增大,流体质点间相互混掺的情况加剧,从而使消能效率得以提高。

低水头消能防冲实验研究

针对低水头、低佛氏数的特点，结合工程实际进行大量模型实验，研究了低水头堰流和闸孔出流的消能方式。

废旧轮胎在闸下消能防冲中的应用

为实现增加糙率降低近底流速的目的,用废旧轮胎制作海漫表面的加糙体。通过室内水工模型试验,对加糙轮胎的数量、布置形式、相对糙度等影响因素进行比较研究,得到利用废旧轮胎进行海漫加糙的最佳方案。试验结果表明,用废旧轮胎加糙可使近底流速降低50%。经现场原型试验,利用废旧轮胎加糙,闸下冲坑深度平均减少75.7%,冲坑面积减少19.3%,减冲效果明显。应用表明,利用废旧轮胎加糙减冲是切实可行的。

新疆引水枢纽闸后消能防冲设计理念的演变

以新疆多泥沙河流引水枢纽为研究对象,考察了河流水文泥沙特性及引水枢纽工作特性,总结了消能防冲面临着闸后有害淘刷、闸后泥沙沿程淤积和建筑物磨蚀三个主要工程问题,分析和梳理了工程中所采用的各种有效消能工产生的背景、结构形式及变化和设计理念。结果表明,消能防冲设计理念已从集中消能逐渐转向适当消能,对引水枢纽的关注焦点已从单个枢纽工程开始转向对相关河段的影响、乃至人与河流的和谐共处关系上。

水布垭水利枢纽工程泄洪消能防冲研究综述

水布垭水利枢纽坝址所在位置河谷狭窄,地形、地质条件复杂,泄洪落差与泄洪单宽流量均较大,河床基岩软弱,抗冲流速低,两岸又有巨大的滑坡体及右岸马崖高边坡,导流建筑物、泄水建筑物以及电站尾水出口的布置又相对比较集中,泄洪的安全问题属于水布垭水利枢纽的关键技术问题。为此,综合阐述了溢洪道结构布置和结构整体模型试验的研究成果以及防淘墙布置及其结构形式的研究成果,从而最终论证溢洪道及防淘墙结构布置形式在水布垭水利枢纽泄洪消能防冲系统中的可行性和合理性。

山区公路桥涵消能防冲三维数值模拟

以k-ε湍流模型封闭Reynolds方程,采用VOF法追踪自由表面及SIMPLE算法求解方程组,对山区公路桥涵的常用消能方式及两种设计方式(波浪式、挑流式)进行了三维数值模拟。结果表明,常用式的消能率最小,底流速值最大,下游回流影响区域比较大;波浪式消能率大于常用式,但下游水流存在顶冲现象,形成了不规则、大区域的横轴漩流;挑流式消能率最大,底流速值最小,下游回流影响区域小于前两种消能方式,流速分布相对均匀,是桥涵比较合理的消能防冲方式。

三峡冲沙闸消能防冲建筑物混凝土温度控制

三峡冲沙闸下游消能防冲建筑物工程具有混凝土标号高、混凝土浇筑块体尺寸大、温控标准高及混凝土料运输距离远等特点,混凝土温度控制方面采取了优化混凝土配合比、降低混凝土出机口温度、控制混凝土浇筑温度回升及初期通冷却水等综合措施,监测资料表明混凝土内部最高温度均控制在设计允许最高温度以下,取得了满意的效果,为其他类似工程混凝土温度控制提供了参考。

水布垭溢洪道消能防冲区防淘墙施工研究

由于水布垭溢洪道消能防冲区两岸坡岩体地质条件差 ,故在设计研究中拟采取设防淘墙的防护工程方案。左、右岸防淘墙厚 3m ,墙顶高程 2 0 0m ,最大墙深 40m ,处于坝下常水位以下 ,采用预应力锚索将墙体与岸坡岩体锚固。针对水文地质及施工环境条件 ,主要研究并推荐分层钻爆逆作法和机械成孔 (槽 )法施工。在前期施工支洞的布置上 ,比选了在防淘墙范围内设斜洞式竖井和在墙外山体侧设斜洞连水平洞两种方案。经比较分析 ,两种施工方法均可行 ,但以分层钻爆逆作法较为有利。

引硫济金枢纽工程引水防沙及下游消能防冲模型试验的研究

通过模型试验，对甘肃省金昌市引硫济金枢纽工程的泄洪冲沙闸和溢流坝下游消能防冲效果，引水防沙效果及引水隧洞进口段水流流态进行了试验和研究。并以此为依据，为设计部门提供了合理的意见和建议；在此基础上，通过对枢纽工程运作后期进水闸水流，泥沙的运动特性进行分析和研究，运用“分离流区，束水攻沙”的原理解决了引硫济金枢纽工程的引水防沙问题。

YLH拦河引水枢纽消能防冲的设计与研究

通过对YLH拦河引水枢纽的工程地质、水文、泥沙等气象条件的综合分析，结合YLH拦河引水枢纽的自身特点及功能，提出消力池消能、短护坦消能、裙板消能三种消能方式。经过对三种消能方式的设计、水力学模型实验及工程实例的综合分析比较，最终选择消力池消能方案作为YLH拦河引水枢纽的最佳消能方案。

高拱坝泄洪布置形式与消能防冲设计中的若干问题探讨

对高拱坝泄洪消能中的若干突出问题进行了综述与分析。针对其泄洪消能特点，探讨了解决消能防冲的基本途径，如坝身孔口布置及与之适应的坝下消能形式（水垫塘）。分析了水垫塘内水流结构与消能机理，从而要求水垫塘有足够的消能体积与水垫深度。

闸下应用废旧轮胎消能防冲数值模拟结果验证

采用RNG k-ε湍流模型、PISO算法,将整个流场划分为67.27万个网格,选择标准壁面函数进行壁面处理,对海漫加糙后的流场进行模拟计算,分析不同网格数、不同收敛精度、不同湍流模型、不同流场计算方法对数值模拟结果的影响。通过对比分析,计算结果与模型试验实测结果吻合较好,说明数值模拟方法简捷、高效,能获得理想的数据成果,能较好地用于海漫段加糙后的流场模拟计算研究。

闸门开启过程中非恒定流与闸下消能防冲的研究(2)——灌区水闸启门过程中非恒定流数值模拟

利用物理模型对闸门开启过程中水流进行研究，证明了闸门开启过程中和全开之后一段时间内非恒定流的存在。以圣维南方程为基础建立数学模型，利用物理模型实验数据验证，并分析了主要影响因素。从而得到适用于模拟闸门开启过程中渐变非恒定流的数学模型，为寻找水闸消能防冲设计参数提供依据。该模型经过辽阳灯塔灌区实测数据的验证，是正确合理的。