大扩散比闸下折冲水流偏折特性试验研究

折冲水流作为闸下常见不良流态之一,会对下游河床和河岸造成严重的冲刷破坏。基于结构对称的大扩散比多孔水闸模型试验,在对称来流和出流条件下,采用LSPIV技术采集下游表面流场数据,研究扩散比和弗劳德数对闸下折冲水流表面流场偏折特性的影响。结果表明,下游河道横断面流速呈“S”型分布,折冲水流动力轴线沿程偏折显著,并按折冲水流区域主控因子的不同将其划分为三个流段,整体上,随着弗劳德数的增大,水闸过流宽度的主控流段趋于缩小,而边界扩展宽度的主控流段趋于扩大。通过回归分析得到折冲水流偏折率是弗劳德数和扩散比的函数,且在一定范围内,偏折率随两个自变量的增加而增大,最大偏折角度不超过20°,该成果对进一步提出闸下不良水流流态改善措施具有指导意义。

折冲水流的实验及理论分析

本文阐述了折冲水流的产生过程;针对随机折冲和进口水力要素对折冲水流的影响两个问题进行了实验研究;最后,对折冲水流进行了理论分析,给出了主流折冲、主流和回流流量交换等的定量关系,可作为分析折冲水流的一个初步数学模型。

浅析闸后产生折冲水流原因及整治

浅析闸后产生折冲水流原因及整治梨树县上三台水库管理所王井和，宋学良水闸是重要的水工建筑物，往往由于工程设计不妥当或管理运用不善等原因，闸后出流时易产生折冲水流，对工程破坏很大。本文就八一灌区拦河闸泄流时闸后产生折冲水流，对工程破坏及整治情况谈几点体会...

某大坝导流底孔泄水流态优化研究

深淹没底孔泄洪时由于相邻底孔泄洪闸出水口存在横向间隙极易引起高速出闸水流呈大角度交汇、碰撞、引起持续性不良水翅,影响底孔泄流能力以及下游水流流态。结合工程实例利用物理模型针对该问题在泄洪闸下游出口分别布置椭圆形隔墩以及楔形隔墩,并对比泄洪闸水流流态以及下游明渠内沿程断面水深及流速。试验表明:楔形隔墩有利于改善相邻闸室阿高速出闸水流表中底层交汇、调整明渠进水口流层分布,其既满足导流设计要求、维持上游原有围堰设计结构、避免设计变更,又能有效地改善下游明渠内水流流态,使明渠内下泄水流横向分布更加均匀、消除折冲水流。

山区游荡型河道堤防工程水毁原因分析

新疆的河流以山区河流居多,大部分具有典型的游荡型河道特点,河道主槽摆动频繁,折冲水流顶冲河岸,对现有堤防设施损坏严重。以阿克苏河道堤防工程水毁事件为例,从堤防基础冲刷以及其他人为影响因素等方面入手,总结分析山区游荡型河道堤防工程水毁的原因,并提出相应建议,研究结果可为其他类似工程提供参考。

表孔溢洪洞体型优化设计数值模拟研究

泄水建筑物结构的科学与合理设计具有重要意义,是保证工程安全运行和功能发挥的重要基础。文章以辽宁省某重点水利工程为例,利用数值模拟的方式探讨了表孔溢洪洞体型设计优化问题。根据研究结果,将渐变段和调整段改为1∶20坡度设计,缩短调整段的长度为40 m,在斜井段以及洞身段起点部位设置长度为3.0 m,高度为0.3 m两道掺气坎。模型试验结果显示优化方案较好解决了初始设计方案存在的问题和不足,建议在工程设计中采用。

南水北调中线工程穿黄隧洞水力学试验研究

采用水工模型试验研究了南水北调中线工程穿黄隧洞两种布置方案的水力学问题，结果表明：虽然两个方案的过流能力均满足设计要求，但由于方案Ⅰ的控制闸设在隧洞进口，通过小流量时，因隧洞进口水位较低，进口处易发生跌流或洞内水跃；当通过大流量时，进口前有游动的立轴漩涡出现，气泡和漂浮物易被带进洞内，对隧洞的安全运行将产生不利影响。方案Ⅱ将控制闸设在隧洞出口，通过闸门调度，可以避免进口处产生不利流态；在闸墩上设置侧堰，可以简化闸门调度；闸下的消能防冲可以通过简单的工程措施解决。试验采用加大流量法，对隧洞进、出口弯段的局部水头损失系数作了较精确的测试。

山区中小河流冲刷深度计算及分析

介绍了现有河床冲刷深度的基本理论及计算方法,结合工程实例探讨了山区中小河流治理工程冲刷深度的计算及应用,对影响冲刷深度计算及应用的几个因素进行分析及总结,可供相关工程参考。

东方红水库除险加固工程溢洪道优化布置研究

通过东方红水库溢洪道水工模型试验,验证溢洪道的泄洪能力,调整了溢洪道闸室出口段的工程平面布置,消除了泄槽内的折冲水流,并降低了闸室出口段泄槽边墙的高度,进一步保证了溢洪道运行的安全,为设计提供技术依据。

弯曲溢洪道挑流消能试验研究

为避免加剧弯曲溢洪道的不良振动,对弯道水流的挑流消能问题进行研究。通过试验研究的方法,提出了一种适用于弯曲溢洪道的新型挑流消能工,结合渠底超高法对弯道水流的干扰,使水流在质量力的作用下分流,有效降低和减小了回水的流量范围,增加了挑流水舌的纵向长度。通过对比两种不同凹岸边墙半径的弯曲束窄差动式斜切挑坎和弯曲连续斜切挑坎的回流、挑流和分流等特性,根据水流运动特性和流线的几何关系,提出了一种判断该新型挑坎发生回水的半理论半经验方法。研究发现高坎的收缩程度和凹岸边墙半径是影响分流和回水的主要因素,通过对高坎水流运动特性的分析,拟合流量、凹岸边墙半径与高坎折冲水流出流方向角γ的经验公式,推导了高坎分流临界角度γc的计算表达式,计算结果与试验测量结果吻合良好,可以为弯道水流挑流消能的工程应用和运行提供参考。

折流坎高度对导流洞交汇段水力特性的影响

针对竖井旋流泄洪洞与原导流洞交汇段后水流冲顶、流态紊乱的问题,结合某导流洞改建工程,通过水工模型试验,研究了不同高度折流坎对交汇段后水力特性的影响。结果表明,随着折流坎高度的降低,折流坎压强增大,最大压强均出现在上游侧;随着折流坎高度的降低,导流洞内的水流逐渐平顺;增设折流坎后,交汇段的局部水头损失降低了8.627%~15.063%,且折流坎高度降低,局部水头损失减小。综合考虑发现设计工况下体型d(折流坎高度约为1.05倍的来流水深)相对较优。研究结果可为类似工程提供参考。

平原地区水闸防渗与消能

水闸是一种可建于各种地基上的低水头水工建筑物。水闸抬高水位较少,主要是靠闸门挡水。平原地区水闸一般多建在软土地基上,过闸水位差比较低,下游消能防冲与基础防渗都比较重要。基础渗流淘刷与下游冲刷剥蚀是水闸破坏的两种主要形式,设计时应重点考虑。

龙头桥水库溢洪道流场数值模拟及优化研究

龙头桥水库溢洪道在实际运行过程中,泄槽段内出现了较为严重的水冠和折冲水流现象。针对该问题,本文基于物模实验和数值模拟相结合的研究方法:建立溢洪道三维结构模型,运用RNG k-ε紊流模型、修正的Simple算法和VOF多相流方法,对溢洪道流场进行数值模拟;运用物模实验对溢洪道的泄流能力、水面线、流速和堰面压力等水力特性数模结果进行验证分析,两者吻合较好。通过对溢洪道流场分析,得到水冠和折冲水流的特性和发生位置,最终从中墩厚度和尾墩型态进行优化,多组方案的数模和物模实验结果表明,优化结果良好。