大扩散角二级消力池水流结构的调控方法

针对每侧扩散角均为12°的二级消力池在中低水位时翼墙附近易产生大范围回流区致使主流居中的问题,基于物理模型试验,研究了可增强消力池内水流横向扩散均化作用的工程方法及其适宜位置。结果表明,在第一级消力池内布设分流底坎低水位时易产生急流飞溅不良流态,海漫段的水流跌落区范围较原方案时增大,最大跌落长度可为原方案时的1.77倍,不利于下游防冲安全;在第二级消力池中部布设分流底坎可明显增大左右岸处纵向出池流速,出池流速横向分布更均匀,与原方案相比其离散系数在中低水位区间平均可减小23.1%,低水位时出池水流最大跌落长度可减小22.6%,并可壅高第一级消力池内水深,提高两级消力池的消能率,总消能率最大可提高至55.53%,使消力池的整体消能防冲性能进一步增强。该成果可供水闸设计及除险加固时参考。

沿海(江)水闸二级消力池消能特性研究

为研究沿海(江)水闸的消能特性,采用三维数值模拟分析与物理模型试验相结合的方法,研究了二级与单级消力池水力特性差异,及二级消力池消能的影响因素。结果表明,沿海(江)水闸采用二级消力池较单级对消能率有一定提升作用,二级的优势更体现在对水流流态的改善效果上,可有效提升消力池末端及海漫段的流速均匀度,减小底层流速,降低冲刷风险。沿海(江)水闸采用二级消力池布置,可使内外河水位平顺衔接,改善水流流态,减轻闸下冲刷,对工程应用更有利。

大扩散角二级消力池对三元水流的调整影响

针对闸下翼墙每侧扩散角为12°时,中低水位期单级消力池出池流速横向分布易不均匀的问题,基于物理模型试验,研究了二级消力池布置时出池流速横向分布变化规律。结果表明,随着下游水位降低,第二级消力池尾坎左右岸处的出池流速呈减小—增大—减小—增大四个阶段变化,各阶段的起始水位高低和水位区间大小与来流弗劳德数Fr密切相关,来流Fr越小,第二级消力池内水跃横向扩散主流的能力越强,受到第一级消力池两侧回流的干扰越小,阶段二的水位区间范围越大,且更适应中低水位;下游水位越接近阶段二的终止水位,第二级消力池尾坎两端流速越大,出池流速横向分布越均匀;Fr相同时,第二级消力池调整水流作用在低水位时更显著,消能率更大。该成果可供闸下消能设计和闸门运行管理参考。

拦河闸下游二级消力池布置和消能研究

对拦河闸下游二级消力池池底作用总水头的计算方法进行分析,提出了较完善的二级消力池的水力计算和体形布置方法,并采用水力模型试验成果和工程实例予以验证,可供类似工程设计和运行参考。

潮州供水枢纽西溪拦河水闸二级消力池设计

潮州供水枢纽西溪拦河水闸,因河床下切严重,运行后消能工出现冲刷损毁,本文概述了消能工改造方案,增设二级消力池设计。

低弗劳德数水流二级消力池体型参数试验研究

低弗劳德数水流条件下,二级消力池是解决消能问题的一种有效途径。但至今为止,有关二级消力池的工程应用研究较多,而在体型参数和消能机理方面研究较少。为此,采用理论分析和物理模型试验相结合的方法,研究了低弗劳德数水流二级消力池体型参数及其敏感性。结果表明:消力池的长度、深度和尾坎高度等参数都存在界限值,超出界限值时第一级消力池易于产生波状或远驱水跃,而第二级消力池出池水面波动显著增大。池长小于界限值时,消力池池内流态恶化,消能率明显降低;尾坎高度越低,消波效果越好。优化后的二级消力池消能率明显提高,且二级消力池对尾水位的适应性也显著扩大。引入尾坎高度修正系数ωi,提出了各级池长和尾坎高度的计算公式。

低弗劳德数水流二级消力池水力特性试验研究

针对低弗劳德数水流消能问题,在确定单级消力池和二级消力池体型的基础上,采用物理模型试验方法,分别研究了低弗劳德数水流单级和二级消力池的水力特性和消能结构特性。结果表明,在低弗劳德数水流条件下,二级消力池将原单级消力池出池水面较大波动区变成了适应区,对下游尾水位的适应区间显著增加,出池水面波动更小。同时,单级消力池内流线更加稀疏,流速梯度更小;消力池涡量大小明显低于二级消力池,而雷诺应力明显大于二级消力池;二级消力池内雷诺应力大小分区较单级消力池更明显,表面旋滚区明显大于底部旋滚区,水流更加稳定。相比单级消力池,二级消力池消能率显著提高,且有利于下游河床和岸边的防冲保护,工程应用更为有利。

坎式消力池在水闸除险加固工程中的应用及水力计算

常见的底流消能工有:下挖式消力池、坎式消力池、综合式消力池。在水闸除险加固工程中,当施工受到周边建筑物制约,水闸下游无法进行基础大开挖时,只能采用坎式消力池,此时,必须复核坎后的水流流态,若坎后出现远驱式水跃,则需要修建二级消力池。文章就坎式消力池在甘溪桥水闸除险加固工程中的应用及水力计算进行了总结,供类似工程参考。

方溪水库溢洪道消力池优化试验研究

高水头泄水工程一般泄洪流量较大,在工程设计中泄洪消能及下游防护问题尤为突出,也是工程建设过程中水力学研究的关键。结合方溪水库工程,通过水工模型试验对下游消力池不同布置方案的消能情况进行了比较,最终通过设置二级消力池且右侧边墙单侧扩散的布置方式,较好地解决了一级池消能后水流较集中流速较大的问题,确保工程建成后行洪时河床及岸坡的稳定以及工程区周边建筑物的安全,为设计提供了技术依据。

李溪拦河闸坝改造工程的消力池设计

流溪河是典型的山区性河流,建有多座梯级拦河闸坝。由于河床下切严重,上下游水位差较大,部分拦河闸坝的消能防冲问题较为突出。详细介绍二级消力池在李溪拦河坝改造中的设计应用,结合水工模型试验的成果进行分析,并与改造后实际过流对比,提出山区性泄洪闸消能工选取中应重点考虑的因素。

高重力坝防冲建筑物体型参数对水力特性的影响

高重力坝防冲建筑物体型参数的选取决定了泄洪消能水流的水力特性,从而影响水电站的安全运行。采用水工模型试验的方法,研究了防冲建筑物体型参数对水流的水力特性影响规律。研究结果表明:水垫塘长度的减小,使塘内淹没冲击射流的扩散空间减小、冲击区的紊动增强,导致塘内底板时均压强谷值减小、脉动压强均方根峰值增大、底板安全风险增大;二级消力池池长的减小,使出池临底流速增大、下游冲刷风险增大;二道坝高度的降低,导致水垫塘底板沿程时均压强减小、脉动压力均方根峰值增大、底板安全风险增大,同时导致二级消力池内水跃收缩断面水深增加、跃首区临底流速降低、紊动强度降低、脉动压力均方根峰值减小,但出池临底流速增大。

诸暨青山水库除险加固工程溢洪道优化布置研究

在除险加固工程中,由于受各方面客观条件的限制,溢洪道一般由现状溢洪道改造而成。存在弯道的溢洪道,由于水力条件非常复杂,因此优化布置是设计过程中的难题。针对诸暨青山水库溢洪道存在的主要问题,利用水工模型试验,对溢洪道的水流流态、消能防冲等水力学问题进行了分析研究,为设计提供了技术依据。

大藤峡水利枢纽泄洪消能布置演变与闸门调度

大藤峡水利枢纽泄水建筑物具有库水位变幅大、单宽流量大、尾水变幅大等水流特性和闸下水流拍打钢梁、推移质过坝的运行特点,消能形式选择限制因素多,消能问题非常复杂。对大藤峡水利枢纽二级逆坡分区消力池布置演变过程进行阐述,给出枢纽典型工况泄洪消能调度与闸门调度原则,可供类似工程参考。

潮州供水枢纽拦河水闸消能工改造设计

潮州供水枢纽拦河水闸消能工因下游河床下切,水位降低消能不充分,导致浆砌石海漫被冲毁。为改善出池流态保护拦河闸坝,对消能工进行了改造,增设了二级消力池、海漫采用格宾护垫等工程措施。经改造后近一年的运行,消能效果良好。

旗岭水闸加固扩建工程消能设计

水闸的消能防冲设计是水闸设计的重要组成部分,关系到工程的安全性与经济性,通过旗岭水闸加固扩建工程实例,介绍了水闸扩建过程中利用在原有消力池后增设二级消力池的方法,达到满足消能、节省工程投资的目的,并根据水闸闸门的调度原则相应介绍了水闸二级消能的计算方法。

横锦水库除险加固工程溢洪道优化布置研究

东阳市横锦水库除险加固工程利用现状溢洪道泄洪,溢洪道平面布置、水力条件复杂,而设计标准较现状大幅提高。通过水工模型试验研究,指出了原布置方案中存在的吸气漩涡、冲击波、消能等问题,并在尽量利用现有工程设施的基础上,针对性地提出了经济合理、安全可行的优化布局措施,以确保工程泄洪安全。

大墩门枢纽消能设施加固设计

针对甘肃省金塔县大墩门水闸枢纽下游消能防冲设施存在的主要问题,通过理论分析结合现场检测鉴定分析,将原短护坦消能方式改为综合消力池消能方式,并在原短护坦后增设了二级消力池,较为成功地解决了该工程运行20年来存在的安全隐患。

旗岭水闸加固扩建工程消能设计

水闸的消能防冲设计是水闸设计的重要组成部分,关系到工程的安全性与经济性,文中根据工程实例,介绍了水闸扩建过程中利用在原有消力池后增设二级消力池的方法,达到满足消能、节省工程投资的目的,并相应介绍了水闸二级消能的计算方法,为类似工程提供参考。

物理模型试验在不对称泵闸布置验证及优化中的应用

为避免泵闸枢纽因不对称布置而产生偏流和回流,通过物理模型验证原设计泵闸整体平面布置方案的合理性,并提出在闸侧增设二级消力池及在泵站进水前池增设导流墩等整流措施,对不对称泵闸布置方案优化,改善泵闸运行水流条件,减少最大流速,消除回流,降低护底护坡成本,保证工程安全运行。并提出不对称泵闸布置的水闸堰流与孔流流量计算系数,为工程运行调度提供技术支撑。

爆破技术在桃山水库二期工程中的实际应用

在桃山水库二期改扩建工程中溢洪道下游段石方开挖由于地质条件的特殊性大部分都是山体岩石,机械与人力开挖进展缓慢。在这种不利的情况下,为了缩短建筑的施工周期,确保水库主体工程的按期竣工选择了爆破开挖的方式,并获得了满意的效果。