空气射流动力学特征与冲沙作用试验研究

针对空气射流冲沙方法目前相关理论研究还不够深入的现状,利用水下排气冲击细颗粒床沙,对空气射流的动力学特征与冲沙作用进行水槽试验。在空气射流清水试验中,总结归纳了羽流发展的4个阶段,通过正交试验信噪比分析发现气压是羽流下切长度的主要影响因素,局部紊动强度随空气射流压强的增大而增大,且沿横向迅速衰减。在气动冲沙浑水试验中,总结归纳了冲沙坑的3个发展阶段,通过正交试验信噪比分析确定了影响冲沙效果的显著因素,并利用方差分析建立冲沙效果回归方程,预测值与实测值对比结果表明该方程预测效果较好。

气动冲沙技术在新沂河海口枢纽挡潮闸的应用

近年来,沿海挡潮闸闸下泥沙淤积问题较为突出,传统清淤方法对受季节、现场条件等众多因素影响,清淤效果有待提高。针对新沂河海口枢纽挡潮闸闸下淤积问题,采用了气动冲沙减淤防淤技术进行现场试验研究,并进行效果评估。结果表明:排气气压和喷嘴角度是影响闸下减淤效果的重要因素,排气气压与冲沙坑体积成正相关;喷嘴角度90°适用于清淤范围小且淤积深度较深的情况;喷嘴角度45°适用于清淤范围大且淤积强度中等的情况。综合考虑防淤效果和经济成本,2 mm喷嘴孔径更适用于日常防淤工作。

莫莫克水库敞泄冲沙泥沙模型试验分析

采用泥沙模型试验的方法在莫莫克水库运行30 a后对其开展敞泄冲沙试验研究。试验结果表明:水库运行30 a后死水位和正常蓄水位之下的库容均大幅减小,敞泄冲沙试验后水库恢复了约1536.81万m^(3)库容,水库冲刷量约1521.60万t,排沙比达到579%,出库沙量呈现出由大到小的趋势,取得了较好的冲刷效果。建议在在水库基本进入冲淤平衡阶段,择机开展敞泄冲刷水库调度方式增大水库排沙比,提高水库综合效益。

磨坝峡水源工程泄洪冲沙中孔及出口窄缝消能设计

甘肃成县磨坝峡水源工程所处河谷狭窄,采用溢流表孔+坝身泄洪冲沙孔的运用方案。泄洪冲沙中孔承担着水库泄洪和冲沙的功能,对保障工程建成后的安全运行具有重要作用,通过水工模型试验的方法对泄洪冲沙中孔泄流和出口窄缝消能的开展了分析和优化设计,较好的解决了中水头、狭窄河床和陡高岸坡特点消能防冲问题,并减少对大坝抗滑稳定及两岸建筑物的影响,可为同类工程提供借鉴参考。

三峡水利枢纽上下游引航道冲沙措施研究

借鉴葛洲坝工程的成功经验,有必要采用"动水冲沙"的方法解决三峡枢纽运行至中后期上、下游引航道中的泥沙淤积量较大的问题。为论证冲沙设施布置合理与否及不同大小冲沙流量的冲沙效果等,在完成地下电厂方案的长系列水文年(31+2a至70+6a)淤积试验后对各种年型及冲沙引用流量进行了冲沙试验。冲沙试验成果表明:上下游引航道冲沙效果随冲沙流量增大而增大,下游水位降低对提高冲沙效果有一定成效,上下游引航道水流条件不同,冲沙效果下游往往受上游影响,根据非平衡输沙原理,同一冲沙流量条件下,上游冲沙量较大时,下游冲沙量会有所减少。

文泾水电站泄洪冲沙设计

文泾水电站位于多泥沙的泾河上,泥沙问题是直接关系到文泾水电站发电效益和安全的重大技术问题。设计采用泄洪冲沙洞作为泄洪排沙建筑物,通过计算分析、模型试验确定冲沙洞相对位置、规模,成功地解决了泥沙淤积问题,保证了电站发挥正常效益。

三峡水利枢纽航道冲沙建筑物模型试验研究

本文叙述了三峡枢纽冲沙隧洞和冲沙闸下泄水流为底流水跃多级消能情况时,隧洞洞身水面线和消力池导墙水面线、升船机和船闸航道及下游总航道的流速分布及水流形态。提出了消力池的合适高度,以及隧洞加高、陡坡曲面加肥等建议。并通过工程类比评述了航道冲沙效果。

苗尾水电站冲沙兼放空洞设计

介绍了苗尾水电站冲沙兼放空洞的工程任务、冲沙建筑物的布置特点、水工模型试验和体型优化过程等内容。2016年11月28日冲沙兼放空洞开始过流,至今已安全运行近180d。2017年来水量544m^3/s,全部通过冲沙兼放空洞下泄,进水口流态平稳,没有产生旋涡,出口水舌稳定,落在预定的区域,与设计完全相符。

江新联围大洞口水闸通航孔水力冲沙试验研究

设计的大洞口水闸,其通航孔闸室水深、水流流速弱,闸室极易发生泥沙淤积,因此,通航孔水力冲沙的设计是大洞口水闸工程设计的重要一环。通过江新联围大洞口水闸通航孔水力冲沙试验,对原设计的水力冲沙方案的合理性进行论证,并对设计方案进行了修改,提出了冲淤效果较好的水力冲沙优化方案,该方案解决了本工程通航闸的深水水力冲淤难题,可为同类的工程设计提供参考。

巴基斯坦达苏水电站冲沙设施效果的试验研究

建于印度河上的达苏水电站工程项目由世行资助,其目的是为巴基斯坦提供清洁能源,目前已开始了前期建设工作,计划于2021年完成第1阶段工程(2 160 MW)。达苏水电站的使用寿命有赖于70km库区入库泥沙的处置。旨在为该水电站泥沙治理提供新的解决方案,以利于工程效益的发挥与最大化。

等阻力树杈型冲沙管道的试验研究

多沙河流上修建的水库必然要面对泥沙淤积问题,合理科学的库容恢复和保持措施对于水库综合效益的正常发挥具有重要意义。排沙廊道是一种一次建设、可持续使用的排沙设施,但传统排沙廊道中各进口为顺序排列,不同部位进口抽沙能力不均,严重影响运行排沙效果。等阻力树杈型冲沙管道是近期提出的一种新型排沙方式,其各级管道采用树杈型布置,多口汇流的旋转流动可消除不同角度水流加速度影响,按每一个进口管至总出口的流动阻力相等为原则设计;在进口管顶部设置倒扣铁锅型防沙罩,防止进口管被落淤的泥沙所阻塞。本文在水槽中开展了树杈型冲沙管道试验,同时开展了相同条件下的进沙口顺序排列的对比试验,结果表明:当进沙口按传统廊道多口顺序排列布置时,位于远端的一半出口将被完全淤堵,难以达到预期的排沙效果;而树杈型冲沙管有效克服了传统廊道不同进沙口抽沙能力不均的缺陷,实现了对所覆盖区域的均匀排沙,正常情况下未发生淤堵;当高含沙水流集中流向某一进口时,会造成该进口淤堵,但由于不同进沙口独立运行,所淤堵进口基本不会对其他进口的正常运行造成影响。本文试验结果表明,等阻力树杈型冲沙管道的稳定排沙浓度可达400~700 kg/m3,远高于顺序排列方式的100 kg/m3;冲刷漏斗体积为多口顺序排列的1.5倍。

LAWI水电站取水防沙及沉沙池沉沙冲沙试验研究

针对LAWI水电站工程库容小、来沙量大、库前河道宽阔泥沙极易淤积的特点,采用模型试验对电站进水口的取水防沙方式进行研究,对比分析电站进水口正向取水和侧向取水的优缺点,提出采用侧向取水的运行方式,保证了电站进水口的取水、防沙要求。研究沉沙池的沉沙规律及冲沙方式,对沉沙池冲沙管道的体型进行了优化分析,确保了沉沙池内沉沙的顺利排出,保证了工程的安全运行。

有压输水系统中用射流冲沙的系列模型试验研究

射流冲沙是解决有压输水系统中局部泥沙淤积问题的一种方法 ,为确定射流冲沙的主要参数和冲沙效果 ,进行了几何比尺分别为 1∶2 5及 1∶12 5的系列泥沙模型试验 .通过试验发现冲沙效果和射流动能 ρQV2 有关 ,且通过系列比尺模型试验 ,得出射流冲沙的临界判别条件是保持动能为某一临界值 ,通过进一步分析还得出射流能量中能转化为水流紊动能量的百分比 .通过算例给出了有压输水系统中计算射流冲沙参数的方法 .

电站取水口复杂冲沙廊道系统运行方式优化的试验研究——以大渡河龙头石水电站为例

电站取水口复杂冲沙廊道系统的冲沙孔孔前漏斗范围往往随冲沙流量增加而增大,但相应地,冲沙孔与廊道连接过渡段的压力则迅速减小,并出现较大负压,简单的调度运行方式很难使压力特性及冲沙漏斗范围达到均佳,必须进行调度方式的优化研究才能达到两者均佳的目的。结合大渡河龙头石水电站取水口复杂冲沙廊道系统的模型试验,通过对复杂冲沙系统冲沙孔组合运行方式的优化调度研究,在不改变冲沙孔孔口尺寸及冲沙廊道系统布置方案的基础上,采用4#冲沙孔全开+3#冲沙孔局开1/2的运行方式使孔前冲沙漏斗、输沙管道压力特性达到了均佳的目标。研究成果对类似布置的取水口冲沙系统的运行方式拟定有重要工程价值和经济效益。

三峡与葛洲坝水库泄洪冲沙对宜昌台形变观测的干扰

分析三峡水库与葛洲坝水库蓄水、泄洪、冲沙的非固体潮时、空、强、频特征,研究其对宜昌台地形变观测的影响。

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。

水电站坝身沉冲沙系统试验研究与数值模拟

水电站沉沙池按常规大多布置在枢纽首部,由于受地形地质条件限制,因此可将沉沙池同坝体相结合,以满足空间布置要求,而在此条件下对沉沙池的沉冲沙效果提出了更高的要求。通过模型试验发现了某水电站坝身式沉沙和冲沙系统设计中的水力学问题,提出了裁弯取直、加分流墩、增加整流池以及改变冲沙方式等措施,在此基础上,对沉沙和冲沙两种工况下沉沙池内的水流流态、断面流速分布等水力特性进行了模型试验和数值计算研究。结果表明,沉沙池优化后,沉沙和冲沙效果均能够满足设计要求;优化后的沉沙池在沉沙工况时其内水流流速较小、分布更加均匀,便于泥沙沉降,冲沙工况下水流能够集中在冲沙底孔进入沉沙池,水流流速较大,可以顺利将泥沙冲出沉沙池。

对三峡通航建筑物总体布置及冲沙措施的建议

为了改善三峡工程通航建筑物工作条件，尽量解决通航建筑物上下游引航道及船闸取水口的泥沙淤积问题，根据三峡坝区泥沙和通航模型试验结果，对三峡工程通航建筑物整体布置方案及冲沙工程措施提出以下建议：（１）枢纽运行前期３０＋２年，在永久船闸第一闸首上游修建６６０ｍ长的短隔流堤，在升船机上游引航道右侧设置长２５０ｍ的浮式导航堤；（２）枢纽运行至３０＋２年，视碍航趋势，续建全包隔流堤；（３）临时船闸停航后，可改建２孔５．５ｍ×９．６ｍ的冲沙闸；（４）在永久船闸和升船机之间兴建一条冲沙隧洞，加大冲沙流量并保护永久船闸的侧向取水口。

钱塘江河口闸站口门淤积及冲沙研究

钱塘江两岸闸站众多,悬浮粉沙在强动力作用下,易在闸下回流区落淤,从而影响其正常运行,本文以出口位于坝田区的八堡泵站为例,通过泵站出口河段数值模拟和物理模型试验,对不排涝期闸下淤积和淤积后的冲沙效果进行了详细研究,并针对相似岸线条件下的滩地地形及高含沙量区闸下骤淤进行了实测淤积类比分析。研究结果表明:闸站关闭状态下,3个月枯水期后边滩可淤积至平均高潮位,落淤的粉沙体,在水泵效率较高的落潮低水位时段,经过上闸门的单泵单孔冲沙,可将排涝通道冲开。研究成果对河口区闸站的设计及后期运行维护具有参考意义。