弯曲溢洪道挑流消能冲刷坑的研究

弯曲溢洪道受弯道折冲水流产生冲击波影响,在挑流消能条件下冲刷坑偏离轴线,威胁工程安全。采用弯道整治措施(隔流墙)改善不对称入流条件,通过模型试验研究了弯曲溢洪道挑流消能冲刷坑在设置隔流墙前后的形态变化及破坏机理。试验结果表明:隔流墙的设置减小了冲刷坑深度≥20cm范围,并使冲刷坑大致呈对称分布,改善了不设置隔流墙时冲刷坑较深,且偏向较大的情况。

弯曲溢洪道综合消能的试验研究

文中针对某水库弯曲溢洪道改建工程,通过消能方案优化及模型试验研究,确定了多级跌水加消力坎综合消能优化方案,研究结果表明各工况下的水力特性都较原设计方案好,消能效果显著,为实际工程除险加固设计和施工提供了理论依据。

太湖水库弯曲溢洪道水流特征及优化措施研究

为了研究太湖水库弯曲溢洪道内的水流特征,并提出针对性的优化措施,采用数值模拟和物理模型试验相结合的方法,模拟试验了溢洪道的典型下泄方案,从保证水流平稳、横断面流速分布均匀、消减冲击波的角度出发,研究分析了泄槽水流特征优化的措施。结果表明:特征水流边界条件下,原设计方案泄槽内由于弯道的环流特性,水流在弯道内会产生横向冲击波;弯道右侧最大水深为6.23 m,最大水面差为5.91 m,水面差均值为3.05 m;弯道及下游直线段受冲击波的影响流速横向梯度较大。采用优化方案后,相同水流边界条件下泄槽内横向水面差减小,流速分布更加均匀,动水压强的集中情况有所改善。最大水面差下降至2.27 m,泄槽内水面差均值下降至1.31 m;各测量断面流速变异系数最大值由设计方案的58.98%降至3.94%;弯道测量断面最大压强下降48.79%。研究成果可从水力学角度为相关或相似工程的设计和实施提供参考建议。

弯曲溢洪道多级跌水与底流复合消能研究

弯曲溢洪道改扩建工程常需经过模型试验研究确定其消能优化方案,针对汤河水库除险加固工程改建方案中弯曲泄槽段急流冲击波及消能不充分等问题,通过水力学模型试验研究,推荐采用多级跌水与底流复合消能方式。在弯曲段一级消力池入口及出口设置斜向高低坎,二级消力池入口加消力坎、尾坎后设置防冲槽,形成多级跌水、两级消力池、消力坎、防冲槽等不同消能元件的组合,不仅有效利用了地形,而且改善了泄流流态,妥善解决了消能防冲问题。

弯曲溢洪道不对称水流特征及优化措施

弯曲溢洪道是由于地形地貌及原河道走势等因素而出现的布置型式,阐述其不对称水流特征及对下游消能的影响,通过优化工程措施,改善弯曲溢洪道的水流特征,从而改善下游消能效果,能够为实际工程设计提供帮助。

汤河水库弯曲溢洪道流场数值模拟分析

依据RNGk-ε双方程紊流模型,并采用VOF方法追踪自由水面和笛卡尔网格法处理复杂几何边界,对汤河水库溢洪道弯道水流进行了三维数值模拟,得到不同流量下溢洪道弯道的自由水面线、压力分布以及流速等流场参数分布规律。

溢洪道弯曲泄槽水面差计算方法研究

按照《溢洪道设计规范》中的公式,未考虑溢洪道泄槽弯道局部水头损失计算的沿程水流流速比实际值偏大,对计算泄槽弯道段水面线横向水面差有直接影响。为找出适用于计算寒山水库弯曲溢洪道内的横向水面差的经验公式,采用模型试验验证和公式推导相结合的方法,修正了弯道陡坡泄槽沿程流速的计算公式,拟合了适用于计算该工程横向水面差的经验公式。结果表明,未考虑局部损失比考虑局部损失的沿程流速最大高出1.86 m/s,平均高出1 m/s;泄槽弯道水面差最大值出现在测点X_(3)、X_(4)之间,即弯道中心角θ_(c)为27.27°处;刘焕芳公式计算的横向水面差符合实际水面差变化趋势,并与模型试验值吻合。

溢洪道陡槽弯道设置导流墙对挑流消能的影响

为验证溢洪道陡槽弯道设置导流墙对挑流消能效果的影响,以某水库为例,对弯曲溢洪道进行水工模型试验,对比了溢洪道陡槽弯道设置导流墙前后挑流流态、冲坑淘刷形态和消能率,评价了导流墙对挑流消能效果的优化作用。试验结果表明,溢洪道陡槽弯道设置导流墙使水流流态分布均匀、冲刷坑面积及深度减小且对称分布,消能效果更好。

孔板在改善溢洪道弯道急流流态中的应用研究

为了在较短的距离内消除经圆弧溢洪道集中下泄水流的大部分动能,并改善水流在平面及过水断面上的流态,根据弯道急流的特点,并结合龙屯水库弯曲溢洪道的工程实践,对在溢洪道上设置的孔板消能工进行了模型试验研究。结果表明:在溢洪道泄槽上设置孔板,可改善弯道冲击波在光滑溢洪道上形成的折冲水流的恶劣流态,使消力池内涌浪高度减小,水流流态相对稳定,主流冲击波基本消失。对整个试验过程作了详细介绍。

天河口水库除险加固工程设计

天河口水库在除险加固前存在大坝渗漏、溢洪道未完建、3条隧洞洞身未完全衬砌及已衬砌混凝土碳化严重等问题,因此,需要采取相应的加固措施。大坝坝体、坝基和坝肩采用混凝土防渗墙与帷幕灌浆结合的加固方案,加固后,浸润线明显降低,渗漏量明显减少,防渗加固效果显著;溢洪道采用大圆弧泄槽且泄槽中间设隔墙的方案,并通过水工模型试验验证了该方案的可行性;针对3条隧洞及隧洞建筑物存在的问题,也分别采取了加固措施,达到了工程除险加固的目的。主体工程现已通过了验收并投入使用,其实践经验可为今后类似工程设计提供参考。