大水位变幅区码头前沿水位变动特性研究

大水位变幅水库变动回水区码头通航水流条件受上、下游水库联合调度运行影响较大。以在建的白鹤滩水电站坝址下游白石滩翻坝码头为例,通过一维非恒定流数值模拟研究方法,开展了白石滩翻坝码头河段通航水流条件研究。结果表明,翻坝码头河段水位日变幅既受白鹤滩水电站日调节和大坝泄洪非恒定流的影响,又受下游溪洛渡水库坝前运行水位的影响,码头平台布置应进一步优化,以提高利用率。

泥沙影响流速分布规律的试验研究

挟沙水流中泥沙颗粒的存在将影响水流的紊动结构,并进一步影响水流流速分布。采用超声流速仪MicroADV测量挟沙水流的时均流速沿垂线分布,分析了在不同水力条件、不同泥沙条件(包括泥沙浓度及颗粒粒径)下泥沙与水流相互作用对流速沿垂线分布的影响,在此基础上,考虑到现有流速分布公式在实际河道水流流速沿垂线分布中的应用,提出新的指数型流速分布公式形式;并根据实验资料,初步检验了该公式的精度,同时分析了指数型流速公式中系数k和指数m随泥沙浓度s、粒径d以及水力条件的变化规律。结果表明:系数k随泥沙浓度的增加而增大,同时水力条件以及泥沙颗粒粒径同样也影响着k的变化;而指数m随粒径d的增大而减小,随泥沙浓度s的增加而增大。

泥沙粒径与水流紊动关系试验研究

挟沙水流中的泥沙颗粒因水流紊动而悬浮,同时受重力作用而下沉。由于水流中的泥沙颗粒会对水流紊动产生影响,反之,水流紊动也对泥沙颗粒分布产生影响,它们之间作用是相辅相成的。本文采用超声流速仪(M icroADV)量测挟沙水流的时均流速沿垂向分布,同时对泥沙颗粒粒径的分布进行了试验,研究了泥沙颗粒粒径d50和水流紊动强度在沿垂向分布之间的内在联系,结果表明:泥沙颗粒粒径和紊动强度沿垂线的分布一致性较好,并用实测资料对他们进行了拟合,建立了它们之间的关系式,有一定的实用价值。

窄缝挑坎射流轨迹及扩散特性试验研究

窄缝挑流消能工由于投资少、工程量小,在高坝大流量泄洪建筑物中应用广泛。窄缝挑坎通过纵向扩散水舌的方式进行消能,以优化窄缝挑坎体型为目的,文章基于某水电枢纽物理模型试验,通过调整出口宽度大小的方式控制出口断面高宽比,系统分析出口断面高宽比、流量等对挑射轨迹的影响。研究结果表明,出口断面高宽比是影响水舌挑距的重要因素,射流扩散程度随出口断面高宽比的增加而增大,高宽比增大到一定程度后可清晰地观测到水翅与水帘现象。基于试验测量数据,对学者提出的水舌预测轨迹经验公式进行修正,修正后的公式在一定程度上提高了预测精度,研究成果可供类似工程参考。

西津水利枢纽二线船闸下引航道布置方案对比

西津水利枢纽二线船闸工程对发展西江航运和流域经济具有重要作用。为研究二线船闸布置方案与原一线船闸布置的相互影响,采用水工模型试验研究二线船闸下引航道两类不同布置方案下的水流条件,通过分别测定一、二线船闸下引航道口门区纵、横向及回流流速三项指标,并进行对比分析得知:一、二线船闸下引航道口门区采用共用布置方案时,在中洪水流量情况下,口门区内横向及回流流速难以满足规范要求;当采用下引航道口门区分开布置形式时,二线船闸下引航道口门区多项流速在各级通航流量下基本满足规范要求。

颗粒粒度均匀性分布规律的试验研究

挟沙水流中的泥沙颗粒运动是随机的,所以在水流中的某一位置的泥沙组成有粗有细,同时不同位置粗细颗粒的均匀程度是不一样的。通过水槽试验研究了不同泥沙浓度及水流条件对泥沙颗粒均匀性沿垂向分布规律的影响,试验表明,在泥沙浓度或者水流条件较小的情况下,非均匀系数沿垂向分布是逐渐增大的,即越接近床面,颗粒越均匀,非均匀系数越接近1.0,然而在浓度较高和水流条件同时作用的情况下,在床面附近出现了非均匀系数最小值。

山区河流枢纽库尾河段航道整治模型试验研究

为探讨山区河流库尾河段航道整治技术,以嘉陵江南充段凤仪场库尾河段为例,分析河床演变、滩险及泥沙淤积规律,探明河段的碍航特性。采用河工模型试验方法,制定了"疏浚、筑坝、护岸"等整治方案。试验表明:优化方案实施后整治效果良好,从根本上解决了山区河流库尾河段变动回水区碍航问题。

赣江石虎塘航电枢纽船闸引航道口门区通航水流条件试验研究

结合赣江石虎塘枢纽工程水工模型对其船闸引航道通航水流条件进行了细致研究,试验观测表明:由于赣江属于宽浅性平原河流,滩槽分布明显,水流条件顺畅,流态良好,上下游通航水流条件能够满足设计船舶的安全航行,但为了节省工程量和投资,对工程进行优化,将上下游引航道外引航墙进行适当缩短后,经水工模型试验研究发现:该优化工程措施值得在同类平原河道低闸坝枢纽船闸中借鉴。

渠江风洞子船闸导航墙透空型式效果研究

文中结合通航建筑物导航墙开孔对引航道通航水流条件影响的水工模型试验研究成果,探讨了导航墙开孔区域及开孔比在模型试验中的选取。研究表明,水工模型试验中,通航水流较透空前有明显的改善,值得在同类低闸坝枢纽在船闸中借鉴。

石虎塘航电枢纽工程电站取水口水流条件试验研究

通过水工模型试验,对赣江石虎塘航电枢纽[1]的电站取水口局部区域的水力、泥沙运动规律进行了研究,在确保电站无论在正常蓄水位情况还是在全闸敞泄情况下,电站均能够引用到足够的水量用以发电,在研究电站取水口原布置方案的基础上,对其布置形式进行了优化。试验表明,模型所提出的优化布置形式能够最大限度地满足电站取水发电要求,水流条件也平稳顺畅,避免了取水口处泥沙淤积而导致引水不畅问题,有利于电站取水口的安全、可靠运行,符合实际要求。

泥沙粒径对其均匀系数分布影响的试验研究

在挟沙水流中,泥沙颗粒的运动是随机的。对于不同的点,泥沙组成是不一样的,即泥沙颗粒组成具有不同均匀程度,它的非均匀系数φ沿垂向存在一定规律性。通过水槽试验,分别对3种粒径泥沙颗粒探求泥沙组成的非均匀系数沿水深方向的规律。试验表明:对于粗颗粒试验泥沙,其非均匀系数随水深的增加而增大;中、细颗粒试验泥沙,非均匀系数随水深的增加而减小,但二者的减小梯度存在差异。

从江船闸闸底长廊顶缝出水输水系统水力学模型试验研究

都柳江航电枢纽从江船闸采用闸底长廊道顶缝出水盖板消能输水系统。为使设计更趋合理,开展了从江船闸输水系统水力学模型试验的研究;探讨了该输水系统在中高水头分散式输水船闸中的应用效果;通过测定闸室充、泄水水力特性、输水廊道阻力和压力、各部位流态及船舶停泊条件等各项指标,说明闸底长廊道顶缝出水盖板消能输水系统具有减小输水系统的阻力系数、缩短输水时间、改善闸室停泊条件、减少闸室悬移质的淤积、降低输水系统的施工难度等优点,能够满足中高水头船闸安全运行要求,可供类似船闸输水系统设计借鉴。

西津水利枢纽二线船闸下游引航道右岸支流汇入口消能设施设计

西津水利枢纽二线船闸工程是建设"西江亿吨级黄金水道"的重要举措之一。为研究二线船闸下引航道停泊段右岸西竹坑支流的汇入对二线船闸下引航道内通航水流条件的影响,通过水工模型试验研究在支流沟内布置消能设施对支流入汇口处流速、流态的影响,提出斜向导流坝、消力墩和消力池的工程措施,为类似工程提供借鉴。

贵港二线船闸输水系统模型试验研究

本文以贵港二线船闸输水系统水工模型试验为依托,通过测定充、泄水阀门段廊道流态、阀门后廊道顶及侧面压力等充泄水廊道压力相关指标,研究发现原设计方案在充水过程中存在掺气现象,针对此问题提出相应的优化措施,并通过物理模型试验验证优化措施是可行的。

大和水闸过闸流量分析

着重考虑了闸上下游行近段的河道形态对水流结构的影响,即当行近水流流向偏离水闸纵向轴线时,回流、过闸水流的不对称等将降低水闸的过闸能力.根据观澜河大和水闸的实验结果,分析了回流、过闸水流的不对称等影响闸孔过流能力的规律.在此基础上,根据实验结果,给出了修正的计算公式,检验结果表明所建立的修正公式较适用大和水闸过闸流量的计算.

基于SPH方法的黏性泥石流堆积形态数值模拟

泥石流常常导致严重的灾难。黏性泥石流的运动符合宾汉流体运动规律,认为黏性泥石流遵循可压缩流Navier-Stokes方程,建立了基于无网格粒子算法的SPH数值模型。对SPH法的基本原理、核函数及控制方程离散格式、边界处理及数值解法等进行了介绍。在此基础上分析研究了黏性泥石流堆积运动过程,并与试验结果及其他理论方法得到的结果进行了比较,表明该方法能够模拟黏性泥石流的堆积运动过程。

渠江金盘子船闸输水系统水力学原型观测研究

为了研究高水头船闸原型与模型试验的差异,更好的积累高水头船闸原型运行经验,对渠江金盘子船闸输水系统进行了水力学原型观测。结果表明:该船闸进出口、闸室内流态较好;闸室内船舶系缆力满足规范要求;闸室充、泄水的流量系数较模型增大12%～16%,与国内、外船闸输水系统研究基本一致;由于泄水阀门开启速度远大于设计和模型试验研究情况,因此,其廊道压力的负压值超出规范要求。并对此提出了改进意见。

治河工程中护岸导流新结构研究综述

河道整治工程中护岸导流多采用土石结构,这种结构易受冲蚀,造成生险频繁、抢险被动,工程维护费用高。多年来水利工作者一直在探索施工简便、投资省、效果好的新型护岸导流结构型式。总结了国内外护岸导流结构的最新应用技术,并比较了各种结构的优缺点,指出了今后的发展方向,可供设计参考。

共用引航道船闸下游引航道的平面布置

随着货运量的增大,目前我国正大规模改扩建多线船闸,受枢纽已建建筑物和地形条件限制等多因素影响,新建多线船闸多与已建船闸并排布置,共用引航道。双线船闸共用引航道时,一线船闸充泄水将会影响到另一线船闸引航道水流条件,危及另一线过闸船舶安全及船闸结构安全。结合北江飞来峡船闸水力学模型试验成果,探讨同尺度船闸共用引航道的布置及其对通航水流的影响。结果表明:船闸在错开运行时,通过增大中间辅导墙的扩散角可使水流快速扩散,减小非泄水船闸引航道回流范围和回流强度,可通过优化主辅导墙及下游消能工形式,改善双线船闸引航道水流条件。

固增水电站水库泥沙淤积及其冲沙调度研究

在山区河流修建水电枢纽往往会修建相应的辅助设施,如沉沙池、调压井等,然而固增电站则是采用以水库代替沉沙池的方案,即"以库代池"。通过水库泥沙调度进行沉沙和冲沙试验,起到了传统的地下沉沙池的效果,为工程节约了投资并且减少了工程量。该电站通过改变水库运用方式,合理的控制水库泥沙淤积和排泄水库中的泥沙,可保证设计所需长期有效的日调节库容,取得了良好的效果,值得同类型水库借鉴。