三峡水利枢纽溢流坝挑流基岩冲刷研究

本文介绍了作者采用能量计算法,放大岩块模拟试验法,以及量测冲坑底部脉动压强来估测冲坑稳定等三种方法,通过综合论证,求得了三峡大坝下游岩基冲刷极限深度值。结果表明:前两种方法所得各典型水位下的冲深值能相互验证,第三种方法能佐证第二种方法,因而说明所得的极限冲深值有较高的可信度。此外,本文在岩基冲刷问题研究方法上也具有较高的学术价值。

中小型水工建筑物底流水跃消能技术新进展

中小型闸坝工程在水利工程中占绝大多数，解决好消能防冲问题非常重要。对低弗氏数水跃特点及消力池设计和运行中的问题作了探讨，对跃后保护段问题、多孔闸的开启程序与运行调度及下游水位影响等问题进行了总结讨论。对消力池新型消能工如T型墩消力池及宽尾墩加消力池联合消能方式作了回顾介绍。

齿形尾坎消力池消能紊动特性研究

应用激光测速仪对齿形尾坎消力池下游水流的紊动特性进行了系统试验研究,并与梯形尾坎作对比试验。分析了紊动强度、紊动能量、功率谱密度函数及实际消能率等,求出这些紊动参数沿水深的分布和沿流程转换与衰减的规律以及与佛劳德数的关系,规律性较好,得出齿形尾坎的紊动参数均比梯形尾坎明显减小;由于槽齿分流,齿形尾坎不仅改善了流速分布,而且紊动交界面增多,衰减紊动能的作用较强,因而消能效率比梯形尾坎者大,故冲刷深度比梯形尾坎小的多,初步探明了消能机理。

应用二维激光测速系统研究面流消能的紊动特性

本文应用二维激光测速系统对面流消能工下游典型流态的紊动特性进行了系统的试验研究,得到了不同来流条件下面流的时均流速、紊动强度及雷诺应力等沿主流与回流区的分布特征;计算并绘制了流线图,由此分析了淹没面流时底旋滚长度和佛劳德数的关系。对紊动能量的转换过程及耗散特征进行了计算分析,初步探明了消能机理。

水垫塘内冲击射流特证及其对岩石河床的冲刷

本文详细地分析了水垫塘内淹没冲击射流的基本特征，针对不同性质的流动区域，首次提出采用不同的岩块起动判别条件．

在冲坑底部岩块上脉动上举力的实验研究

本文以瞬变流模型为基础，在三峡溢流坝断面模型冲坑底部，详细地量测了不同尺寸岩块上的脉动上举力，获得脉动上举力的统计资料，验证了解交流理论的分析成果，为探讨基岩的冲刷机理和水垫塘内混凝土底板块的设计提供了科学依据．

在岩缝中脉动压力传播机理探讨

高坝下游挑跌水流在基岩缝隙内引起较强的压力脉动是造成基岩破坏的重要因素．本文根据脉动压力波的瞬变特征，利用瞬变流模型．论述了压力波在缝隙中的传播特性和瞬时上举力的成因．并提出计算可能最大上举力的方法．

面流衔接流态的合理运用

通过对已建8座大中型面流消能工程的调查总结,为改善面流消能设计与运行乃编写本文,提出合理选用面流流态及采取必要控制措施的看法。内容包括:面流衔接流态的特征;面流流态保证区与界限水深关系式;挑坎高度与挑角对扩大面流保证区的作用;挑流与面流的联合运用方式,采用导墙、隔水墙及合理开启闸孔来控制平面回流;对尾水波浪的控制与岸坡防护问题均提出建议,并对今后面流消能的科研工作提出了意见。

挑射水流对岩基河床冲刷的探讨

在分析水垫塘中射流特征的基础上，综合了消能和射流的观点，提出一个估算冲坑深度的新公式。该公式结构简单、包括因素较全面，并通过分析计算实测资料，给出岩石冲刷系数的推荐值。利用该公式，对三峡大坝冲刷深度进行了预报，其预报值与各家的实验值符合较好。

水垫塘的水流特征和消能规律研究

结合乌江构皮滩水利枢纽工程消能问题研究 ,用热膜流速仪在比尺为 1∶380的精细模型上量测了拱坝挑跌流在水垫塘内的流速场 ,并由试验成果分析了淹没射流在水垫塘内的消能过程 ,计算了消能率。研究表明 ,要想提高水垫塘的消能效率 。

消力池及辅助消能工设计的探讨

本文综合前人实验资料，分析了自由水跃和强迫水跃的主要特征，并给出有关的经验公式，阐述了消力池辅助消能工的作用及设计方法．

平衡冲刷坑的稳定性条件与堆丘位置的确定

从运动学和动力学的角度，分析冲刷坑达到平衡状态时的稳定性条件．并在此基础上，利用射流扩散理论导出平衡冲刷坑堆丘位置的预报公式．结合小湾工程断面模型冲刷试验结果，确定出公式中的有关系数．

复式断面渠道中均匀流的水力计算

探讨了复式断面渠道中主河槽和滩地之间水流的动量传递机理，应用动量定理导出了计算复式断面渠道中恒定均匀流的公式，并与实验资料吻合较好，从而证实了理论分析成果。

用二维瞬变流方程分析缝面层中脉动压力传播规律

本文利用二维瞬变流方程探讨了高坝岩块底部或水垫塘底板块底部脉动压力波的传播规律，并提出计算可能最大脉动上举力的方法和公式．

高坝挑流冲坑流场的数值模拟

本文采用正交变换下的有限体积法,选取标准K-ε紊流模型,对三峡溢流坝下游冲坑流场进行了维数值模拟,得到了冲坑内部流速与压强分布等资料。经与实测资料进行对比分析,结果较为满意。

小湾水电站拱坝下游冲刷平衡深度的试验研究

应用放大岩块法进行模型试验来研究小湾拱坝下游冲刷平衡深度问题．放大岩块法是利用增加岩块重量来模拟岩块之间的咬合力，经多项工程冲刷试验的应用，得到不断发展和完善，现已形成一套独特的考虑基岩节理面咬合力作用的松散冲料模拟方法．本项研究的试验成果与由理论分析导出的预报公式、能量法计算成果能相互验证，相互补充，大大提高了成果的可信度．

面流和戽流平衡冲刷深度估算

根据面、戽水流的特征，本文利用动量定理和壁射流理论，导出了一个估算面、戽流平衡冲刷深度的新公式，并用几个工程的冲刷资料验证了公式的合理性．文中还给出了综合冲刷系数ｋｅ的推荐值．

应用随机振动理论分析岩块的起动过程

本文利用随机振动理论分析了岩块的起动过程，建立了岩块振动过程和脉动上举力之间的统计联系，并在此基础上探讨了岩块的起动条件，导出平衡冲刷时间和冲刷深度发展过程的公式．

两股射流在空中碰撞消能的水力计算

本文利用流体力学的动量积分方程，详细地导出了计算两股水舌在空中碰撞消能的有关公式，引入了水舌碰撞消能率的概念和计算方法，并结合我国某项水电工程给出算例．

基岩的抗冲能力及其分类

岩石河床的抗冲能力，实质上反映了基岩在挑射水流的冲击下抵抗解体破坏的能力。此文初步分析了影响基岩解体破坏的主要因素，运用量纲分析法，探讨了影响基岩抗冲能力的三个无量纲数。并在此基础上，通过综合分析各家的抗冲能力分类表，给出一个考虑因素较多的基岩抗冲分类的推荐表。