台阶式溢洪道各流况的消能特性

在斜坡角度θ=19°的台阶式溢洪道上,变化其来流量、台阶高度及相对坝高等条件,对跌落水流、过渡水流及滑行水流,下游消力池形成临界水跃的跃前、跃后消能率进行了对比试验研究。试验结果表明,在试验条件范围内,以上三种流态的消能率差别甚小,总消能率最大可达95%左右,其中跃前的消能率占85%以上。

台阶式溢流坝的时均压强特性

当yc/h<3时,3种坡度(40°、50°和60°)的台阶式溢流坝试验结果证明,在初始台阶上,作用在水平面上的时均压强均为正值,其最大压强随流量增大,由台阶中部逐渐移向台阶外边缘;跌落水流时台阶竖直面上部范围出现的负压,在进入过渡水流以后全部变为正值。其他各台阶水平面上,除挑射水流越过的数个台阶外,在各级流量下时均压强为正值,其最大值均在台阶外边缘;台阶竖直面上部的时均压强为负,下部的时均压强为正,随流量增加负压绝对值增大,范围缩小。其中跌落水流时负压占台阶高度的75%,进入过渡水流后负压约占台阶高度的60%。

几种坡度的台阶式溢洪道消能特性试验研究

对3种斜坡(5.7°,19°和30°)的台阶式溢洪道进行了模型试验研究。结果表明,当堰上相对临界水深yc/h≤2.5时,滑行水流、过渡水流和跌落水流消能率的大小不受堰上相对临界水深的限制,而只是相对坝高Hdam/yc和斜坡角度的函数,即随坡度变缓或相对坝高Hdam/yc增加,消能率增大;当坝坡相同坝高相等时,滑行水流、过渡水流和跌落水流之间的消能率差异很小,并且其消能率大小与台阶个数无关;此外,文中还给出了计算消能率的经验公式。

台阶式溢洪道中跌落水流的消能

本文通过对台阶式溢洪道跌落水流的试验研究建立了θ=19°时断面单位能量的经验公式,从断面单位能量和临界水跃跃后水深关系说明了跌落水流出现平衡的条件,并由试验证明了当坝高一定时台阶高度与台阶数量对溢洪道的消能率影响很小,其消能率仅是相对坝高Hdam/yc的函数的结论。

多年调节水库年末消落水位控制规则研究

结合黄河中上游梯级水库，本文研究了多年调节水库起调水位对联合调度的影响，提出了获取多年调节水库年末消落水位控制规则和风险分析方法。该研究对多年调节水库调度运用具有重要的实用价值。

台阶式溢流坝水流跃离的水力特性分析

【目的】研究台阶式溢流坝泄水过程中产生水流跃离的水力特性。【方法】应用模型试验和量纲分析的方法,分析台阶式溢流坝产生水流跃离的水力特性。【结果】台阶式溢流坝泄水过程中,在跌落水流大部分范围内产生水流跃离现象,其垂直坝面方向的跃离高度为台阶高度的2.6倍,平行坝面方向的跃离长度与台阶高度的比值约为15.6,并在水流回落的水平台阶面上出现压力最大值,其压力水头与台阶高度的比值达到1.88。【结论】当坝坡≥40°,由跌落水流向过渡水流流态转变过程中,在第一级台阶上必然会产生水流跃离,并随坝坡增大水流直接冲击消力池底板。水流跃离的长度、高度随坡度、台阶高度及泄流量的增加而增大;台阶面上的压力大小随水流跃过或冲击而不同。

台阶式溢洪道的消能问题

阐述了台阶式溢洪道的水流流况分类 ,叙述了在一定斜坡角度情况下的试验研究结论 ,并分析了台阶段各流况的试验资料及下游消力池水跃消能的试验资料。结果表明 ,台阶式溢洪道的总消能率可达 95%左右 ,其中台阶段消能率占 85%以上 ,下游水跃消能只占总能量的 1 0 %左右 。

东京湾流场三维数值模拟

结合东京湾海水流动的特点，建立了求解其水流运动要素的三维数值模型。在模型中考虑了潮汐、风等的影响，沿水深方向可分成多层计算，定量地给出潮汐在各变化时刻的水流运动要素、潮位分布等。模拟计算结果表明计算值与实测值吻合很好。

中等半径大偏转角弯道的水流特性

通过试验 ,分析了水利工程中中等半径大偏转角弯道的水流特性。讨论了弯道中线半径 r0 和弯道宽度 B的比值 (r0 / B)与弯道凹岸水流第一波峰位置θ1,以及 r0 / B与弯道凹岸水流第一波峰处水深 h2 和弯道进口水深 h1的比值 (h2 / h1)之间的相互关系及其影响 ,提出了防止弯道凸岸底部出现干底的界限值 ,验证了弯道凹岸水压力的变化 ,并给出了弯道波角β1和最小中线半径 r0 min

治沟骨干工程台阶式泄水建筑物的消能防冲研究

进行了可用于治沟骨干坝的3种不同坡度的台阶式泄水建筑物的模型试验。结果表明,在跌落水流时,消力池跃前断面单位能量随斜坡变陡和相对坝高Hdam/yc增加而增大,但当Hdam/yc增加到某一值后,逐渐趋于平缓。消力池跃前断面底部压力yp与堰上临界水深yc呈现正比线性相关,yp大小与台阶个数N无关。比较跃前断面压力修正系数λ>1和λ=1时的消能率,当Hdam/yc=10左右时,其消能率相对误差可达7%左右,但当Hdam/yc≥70时,其相对误差则降至1%。试验结果也同时显示出λ与yp/y1同样有着很好的线性关系,其相关系数r=0.99999。

台阶式溢流坝消力池水跃特性

通过模型试验研究了台阶式溢流坝3种坝坡及台阶高度时的压强、水跃长度及特性,提出了计算水跃长度的经验公式.研究表明：远驱水跃时部分水股向上跃起,形成不完全的挑射水流,在水流跃离消力池底板的区域,压力趋于零或出现很小的负压,沿池底板时均压力和瞬时压力变化近似横向放置的“Z”字型;临界水跃时底板上的压力变化与远驱水跃类似,但均有所增大,负压消失;相对临界跃长Lj/yc增加,相对堰上临界水深yc/h增大,当yc/h＜1时相对临界跃长以线性增加,yc/h≥1时相对临界水跃增长的速度明显减慢,特别是当yc/h≥2.25以后,相对堰上临界水深对相对临界水跃长度影响很弱;随跃后水深和跃前底板压力增大水跃长度增加,光面溢流坝的水跃长度与台阶式溢流坝水跃长度的比值为1.1～2.4,这种差值在小流量时较大,随流量增加差值缩小;另外,坝面坡度对水跃长度影响较小.

T形墩消力池的体型与水力设计

对Ｔ形墩消力池的流态，以及各种体型的设计原则和方法作了全面分析介绍，并给出Ｔ形墩水力设计的经验、半经验计算公式，可供工程设计应用。

急流弯道的水力特性试验研究

通过模型试验 ,进一步揭示了急流弯道中 Fr1和 r0 / B对θ及 h2 / h1的影响 ,提出了防止弯道出现干底现象的界限 。

半封闭性港口化学需氧量数值模拟

从陆地流入港内的营养物质及其它有害污染物滞留在港内，经生物化学等反应，生成新的污染物，使港内水质恶化。本文根据滞留在港内这些有机物及无机物的转换，建立了模拟半封闭性港口ＣＯＤ浓度分布的三维数值模型。应用该方法可定量地描述ＣＯＤ浓度在时间和空间上的分布状态，进行水质污染预报和评价。

台阶式泄水建筑物下平底消力池时均压强

通过水工模型试验,研究了台阶式泄水建筑物在3种坡度下平底消力池底板上的时均压强及其形成的特点。结果表明,时均压强最大值出现在水流冲击消力池底板处,位于xo/h=-0.17～1.8之间,压强水头的比值yp/hk最大可达5.4,其压强随泄槽坡度和流量的增加以及台阶高度的减小而增大;时均压强最小值出现在水流冲击处下游,位于xi/lj=0.09～0.58之间,以远驱水跃时压强最小,其值接近零,偶尔会出现很小的负值。

跌落水流时台阶式溢洪道消力池跃前断面压力修正系数

台阶式溢洪道与平底消力池连接,在跌落水流流况下,比较跃前断面压力修正系λ=1和λ>1两种情况,当λ=1时消能率普遍偏大,其消能率的相对误差最大可达7%左右,随Hdam/yc增大,误差减小。当坝坡相同、坝高一定时,台阶个数与消能率无关,并不影响其误差的大小。λ值与yp/y1呈现非常好的线性相关性,其相关系数r=0.9999以上。

模拟不同抽排水方式对封闭性水域环境净化效应的研究

针对封闭性水域内水流交换能力低下，易产生富营养化的特点，采用生态模型，对水域内设置抽排水和水质处理设施等情况下水域环境的净化效果，用数值模拟方法进行了探讨。模拟结果表明，湾凹抽水、湾口排水的布置方案，可有效地改善水域环境，防止富营养化产生。

T形墩消力池水力特性研究

对Ｔ形墩消力池的水力特性及体型进行了试验研究，并结合工程实例及前人工的试验，给出了Ｔ形墩消力池水力特性的经验公式，可作为工程设计参考和应用。

封闭性港湾水质净化的数值模拟

本文研究海湾生态系中，应用低等生物生态模型，并加入抽水循环及净化处理系统，对其水质进行评价和预测，从而了解港内各营养物质的消长规律及水质净化的效果．

大坡度台阶式溢洪道中的水翅现象

水翅是大坡度台阶式溢洪道在流量较小时出现的一种水流现象。模型试验表明：当斜坡角度为40°～60°时，水翅几乎存在于整个跌落水流范围内，甚至持续到过渡水流。随着溢洪道底坡的增大，水翅流量变化范围变小、高度增加；但是随着台阶尺寸的减小，流量变化范围缩小、高度降低；水翅的落点处．台阶面上压强明显增大。