Y形导流墩对侧向进水泵站进水前池流态影响

侧向进水泵站前池易形成回流或漩涡,造成进水流态分布不均等现象。由于Y形导流墩有较好的分流效果,为解决侧向进水泵站进水偏流、横向流速过大问题,对Y形导流墩位置和几何参数进行研究。基于正交试验法设计试验方案,构建5因素5水平的正交试验表,并对各方案进行数值模拟。以流速均匀度作为评价指标进行极差分析,结果表明Y形导流墩的位置设计对进水前池的影响大于几何参数的选定,并确定最优方案设计参数,使A-A断面轴向流速均匀度提升7.17%,横向流速加权平均角提升2%,进水前池流态改善明显。为使Y形导流墩更具有普适性,提出无量纲化参数,该参数可为此类型泵站工程Y形导流墩使用设计提供一定的参考。

基于响应面法的泵站导流墩开孔参数优化

针对扩建泵站工程进水建筑物内存在的偏流、漩涡等不良流态,工程往往采取布置导流墩的方法来优化流态,但其结构参数通常根据经验进行调整,难以达到最优效果。为了确定导流墩开孔的最佳结构参数,研究将导流墩的开孔长度、宽度、高度和间距作为设计变量,基于中心组合设计法进行试验方案设计,以轴向流速均匀度作为评价指标,构建响应面模型进行优化分析,确定了导流墩开孔的最佳参数组合。在最佳参数组合下进行数值模拟,发现实际值与响应面模型预测值误差仅为0.33%,轴向流速均匀度相较于原方案提升了11.17%,显著改善了前池流态。研究结果表明建立的响应面模型能够反应评价指标和设计变量的关系,并且可以将该方法应用到整流措施的结构参数优化中。

高雷诺数下倒虹吸闸墩绕流水力特性

为研究倒虹吸出口闸墩绕流特性,以南水北调某典型倒虹吸为例,基于Flow3D软件建立倒虹吸模型,根据现场原型实测水位、流速进行模型验证;利用该模型模拟了雷诺数6.17×10^(6)~9.38×10^(6)范围下闸墩绕流特性。结果表明,高雷诺数条件下,随着雷诺数的增加,闸墩绕流造成的液面波动幅度增加,中墩液面波动显著大于边墩;闸墩后的尾涡量持续增加,雷诺数对斯特劳哈尔数影响不大;边侧闸墩受力的非对称性明显,边墩闸室间特征流速偏流比存在先增大再减小的变化规律,偏流效应造成的离心距不断增加。本研究可针对性改善输水工程水流流态。

南水北调中线沉藻池布置方案优化

南水北调中线总干渠联通工程处拟新建沉藻池,实现总干渠藻类等混合物集中沉降和处理。通过现场试验研究总干渠水体藻类等混合物沉降特性,并采用二维水动力数值仿真分析沉藻池在设计工况条件下的水流特性,提出导流墩的优化布置思路。结果表明:在水深基本一致条件下,随着断面平均流速的增加,有效沉降距离增加,有效沉降率有所降低;在沉藻池初始设计方案下,藻类等混合物可在沉藻池内进行沉降,但沉藻池利用效率不足;布置纵向导流墩后,可有效改善沉藻池内水流平顺性和水体交换能力;在设计工况下,沉藻池内回流区水域面积占比从57%降低至7%,池内水流平均流速从约0.10 m/s降低至约0.07 m/s,平均水龄从约18 h降低至约6 h。研究成果可为中线沉藻池工程布置提供基本技术支撑。

某雨水排口穿堤工程防洪影响分析评价

穿堤建筑物是堤防工程中的薄弱环节,受各种因素影响,易造成渗透破坏。穿堤建筑物建设是否影响堤防的管理运用和渡汛安全,文章从多方面分析评价其防洪影响并提出合理化建议,使涉河工程建设方案更加合理,确保后续高效、安全和可持续运行,并为同类建设项目提供有价值的参考。

导流墩布置对岩滩升船机下游口门区通航水流条件影响

针对岩滩升船机升级改造后口门区水流紊乱,横流、回流强度超标等问题,采用二维数学模型,重点论述导流墩不同布置方式对口门区通航水流条件影响,分析导流墩不同形状、数量和相对间距下的水流流态,对比口门内横向流速、纵向流速及回流流速等水力参数,进一步探究导流墩布置规律,优化导流墩布置方式。结果表明:导流墩对口门区通航水流条件有明显改善作用,在岩滩下游口门区布置7~8个八边形导流墩,且当导流墩的间距和长度之比控制在0.50~1.00范围时,可有效改善岩滩升船机下游口门区通航流态,使其满足船舶安全通航要求。

闸站枢纽泵站前池流态及其改善数值模拟研究

分析了沙集闸站前池泥沙淤积成因,并试图改造在下游新建清污机桥,应用桥墩改善前池流态、减少泥沙淤积,采用三维建模软件UG NX建立河道流场三维模型,基于ICEM CFD进行计算域网格划分,并使用ANSYS CFX进行数值计算。计算结果表明:现状抽水工况下,导流墙内侧存在大范围低速区,因而产生大范围泥沙淤积。将泵站下游两侧导流墙延长至60 m,在导流墙头部新建清污机桥,应用桥墩导流,导流墙内侧低速淤积区范围大大减小,泵站进水流态大为改善。

分水墩:一种水利遗产中蕴含的传统理景智慧

分水墩是一种古代江南地区人工堆筑的水利设施,常位于河道交汇处的水中央。其既有导航、阻水、分水等实用功能,又蕴含着丰富的历史文化、宗教信仰、人居观念等人文信息,是一种水利遗产和景观遗产。基于田野调查、社会访谈、历史文献检索和历史影像考证,分析分水墩遗迹的总体建置沿革、空间分布、文化内涵和理景理念、理景特征。得出分水墩理景擅于使用巧营人文节点的点景方式,融合“临近远借、登高远眺”的借景和造景手段,营造出“捍控水脉、耸秀中流、豁目开襟、聚景凝萃”的理景特征。这种将实用功能与景观创造融为一体的营建方式,体现了江南水利遗产特殊的理景智慧和赓续传统,折射出古人统筹全域环境,以点睛关键地段,提振人居聚落整体景观格局的全局理景思维。这是对中国景观遗产研究对象的一次补充完善,对认识和研究水利遗产中包含的传统风景园林理景理念具有一定参考价值。

大型污水泵站进水流态优化设计研究

污水泵站在城市排水系统中,承担传输城市污水的功能,是保证城市排水系统安全稳定的重要设施。由于污水泵站建设容易受用地条件、市政管网布置条件等因素制约,容易引发泵站进水流态紊乱、池体水量分布不匀等问题。以上海市浦东新区灶东污水泵站扩建工程为例,在进水闸门井中采用交错式组合梁和导流墩的组合形式优化进水分布,同时在前池中采用八字形导流墩和组合式横梁的组合形式优化入流,能够有效改善前池进水流态,优化各泵组进水条件,从而保障大型污水泵站运行的安全稳定,也为其它相似工程的优化设计提供思路。

侧向进水前池水流特性的试验研究

侧向进水条件下的前池水流将形成螺旋流和回流.实验丧明,影响螺旋流强度的主要因素是侧孔孔高与水深的比值;影响前池内侧回流长度的主要因素是引渠宽与前池宽的比值和侧边进口宽与前池宽的比值.在各种改善水流措施中加设导流墩和潜墩效果显著,可以使前池因测向进水引起的不良流态得到改善.

桥墩导流影响附近河床变形的实验研究

对桥渡附近的河床变形进行了实验研究，认为在桥墩走向与主流方向存在一定偏角时，桥墩附近的水流结构和河床变形将会不同于没有偏角时的情况，如增大阻水宽度，起到导流作用，使局部冲刷坑增大变深，以及能使下游一定范围内主流位置和深槽位置向某一侧发生偏移。

大跨度泵站多人字型前池导流墩整流分析

针对浙石化4×10^7t/年炼化取水口北区循环水泵房大跨度前池存在的主流集中、流速大、出现回流区、流道进水不均等问题,提出“多人字型”组合前池导流墩方案,并基于N-S方程、标准κ-ε湍流模型、重力相似准则,对“多人字型”组合导流墩方案进行数值模拟和物理模型试验研究。结果表明,“多人字型”组合导流墩方案起到了分散水流、降低主流流速、减少前池回流区域和回流流速大小的作用,为同类型大跨度直角进水前池的整治提供了依据。

泵站有压前池流态改善措施的研究

有压前池是前池的一种特殊形式,泵站运行过程中,水流一直处于有压流状态。本文结合某自来水厂送水泵站整体水力模型试验,对有压前池的水力特性进行了研究,提出了改善不良流态的工程措施。

某山区溢洪道流态优化和消能试验研究

某山地溢洪道入流角度过大,且水流受圆弧段弯道离心力的影响,溢洪道外侧水体壅高明显,严重影响下游的衔接消能。在不改变原平面布置情况下,采用物理模型试验方法对溢洪道进行了优化设计,上游入水口及弯道衔接段设导流墩,下游陡槽段采用台阶式溢洪道的防冲消能体形,并对水流流态及消能率等方面进行了试验研究。结果表明:上游进口段水流分布均匀,衔接段水面线明显降低,台阶段呈现稳定的滑行流。实测台阶式溢洪道消能效率达到了87%,消能效果良好,流态稳定。

南水北调中线工程桥墩壅水特性研究

南水北调中线总干渠沿线设有阻水的槽墩、桥墩1145座，合理分析槽墩、桥墩的壅水大小，对于准确复核总干渠水面线、分析渠道输水能力具有十分重要的意义。本文利用Flow3D软件模拟了南水北调中线工程中常见的圆柱型桥墩的壅水特性，计算体型包括单排、双排和三排桥墩，桥墩的阻水比为5．0％-7．14％。分析表明，单排桥墩壅水的数值模拟结果与Yarnell修正公式计算结果相近；多排桥墩联合壅水值随桥墩排数的增加而增加。

阁壁水库溢洪道水流控制模型试验研究

针对一级消力池内的左侧回流及弯道存在超高与冲击波等问题,通过水工模型试验,以阁壁水库双弯曲溢洪道为例,分析了水力特性,提出了在一级陡槽末端设置折流坎,并在弯道段设置分流墩的方案。试验结果表明,该优化方案有效改善了弯道水流流态、满足泄洪消能防冲要求,并能较少改动现状布置,可供借鉴。

大源渡下游口门区通航水流条件改善措施试验

大源渡航电枢纽扩建二线船闸后将造成下游引航道口门区水流条件复杂,影响船舶(队)安全通航。为解决这一工程问题,在充分搜集地质和水文资料的基础上,采用整体水工模型试验,利用疏挖下游河道一定区域并结合布置通航建筑物的措施进行改善,从而使口门区表面流速符合规范要求。根据相关资料和试验数据,着重分析了疏挖前后地形的改变,以及布置导堤和导流墩后对下游口门区水流流态的影响,并阐述了这些工程措施削弱口门区回流和斜流的机理。研究结果表明,河道疏挖与通航建筑物的结合应用可有效改善大源渡下游口门区水流条件,并为类似工程设计提供参考。

南水北调东线江都泵站Y形导流墩改造方案研究

江都抽水泵站因早期的设计原因,引河口水流方向与主河道轴线成垂直状态,致使引河口处进流流态较差、泥沙淤积严重,不仅影响水泵机组运行效率,而且还使机组的振动、噪声增大,从而影响机组的安全稳定运行。为改善引河口处进流条件,减少泥沙淤积,根据多年运行经验和对进口流态的现场观察,设计最终提出在引河口处增设"Y"形导流墩和底坎的改造方案。改造方案实施后,现场观测资料表明,引河口处流态得到改善,泥沙淤积减缓,机组运行效率提高,振动和噪声减小,达到了工程改造的预期目的。

朝东圩港闸站枢纽导流墩及中隔墩设计

朝东圩港枢纽作为闸站合一的水利枢纽,其平面布置具有同类型枢纽的典型性,也面临同样的技术难题,即如何确保节制闸与泵站在结构上的可靠衔接,同时又要尽量减少二者在运行方面的相互干扰。该文介绍了朝东圩港枢纽通过在闸、站之间设置导流墩及中隔墩,巧妙解决了节制闸与泵站衔接的技术难题,在满足闸、站各自功能要求的前提下,还充分利用中隔墩上部空间,优化配套建筑物布置,既改善了闸、站各自流态,又为工程的安全运行提供了充分保障。

某水电站工程尾水渠扩散段水力优化研究

某水电站尾水渠扩散段在工程设计时为提高过流能力,实现尾水洞出口断面低水位运行,采取较大扩散角的布置形式.模型试验表明:设计方案下扩散段流态紊乱,过流能力较低.先后采取在扩散段设置控导流设施、减小扩散段的扩散角、调整闸室位置与修改闸室及上、下游连接段体型等3种修改方案进行试验研究.其中第3种修改方案较好地顺应了水流的流动特性,尾水渠各流段流态平顺,过流能力相对较强,实现了尾水洞出口断面较低水位运行;同时节省工程量,基本达到预期效果.该水力优化措施已应用于工程设计.