基于挑坎优化的护岸不护底水垫塘底板冲刷试验

为研究新疆阿尔塔什水利枢纽工程中护岸不护底水垫塘是否满足冲刷要求,开展了一系列水工模型试验。分析了水垫塘中线、左岸、右岸坡脚3个典型剖面在4种工况下的冲坑深度变化情况,发现水垫塘受到严重冲刷。因此,提出3种挑坎优化方案:分别为调整中孔右导墙、2号表孔左导墙的半径;在2号表孔和中孔挑坎末端增设向上翘起的舌型挑坎;在2号表孔挑坎左侧增设曲面贴角挑坎,并进行了相应的冲刷试验。结果表明:通过调整导墙半径、增设舌型挑坎与曲面贴脚挑坎,水垫塘中线剖面、左、右岸坡脚的冲坑深度分别降至6,5,4 m以下,整体冲坑深度在允许范围内,满足冲刷要求。

狭窄河谷溢洪洞出口挑坎体型优化研究

某水库工程溢洪洞出口采用挑流消能,采用水工模型试验方法系统对比研究了斜切挑坎、双差动斜切、燕尾挑坎和斜切燕尾挑坎等四种优化方案,综合分析了水舌形态、落点、冲刷强度和消能率等水力指标。研究结果表明:斜切燕尾挑坎和圆弧形边墙方案能够使挑流水舌呈“T字型”分布,实现了增大水舌落点范围、减小入水单宽功率和改善局部冲刷的效果,继而增加河道消能区的整体消能率,从而解决工程面临的河道狭窄、地质条件差、单宽流量大等制约问题。相关研究成果可为类似工程提供参考和技术支撑。

高水头大流量泄洪洞挑坎体型优化及下游冲淤研究

针对某水电站泄洪洞出口挑坎水力特性和下游河道冲淤特性进行了试验研究。结合水力参数和下游河道冲淤变化规律的测试,探讨了泄洪洞挑坎原设计方案存在的主要问题。对不同挑坎位置和体型进行了对比试验,分析了各个方案的优缺点,最终提出了水流条件、冲淤特性均较优的椭圆型挑坎。研究成果可为实际工程设计提供试验依据。

官帽舟水电站泄洪洞出口形式优化试验研究

运用官帽舟水利枢纽整体水工物理模型,对溢洪道、泄洪洞体形结构进行试验研究.针对原设计方案中水舌冲刷右岸边坡且冲刷深度较大的问题,提出了4种优化方案,通过试验成果比较后,选择方案Ⅳ为推荐方案对泄洪洞挑坎体形进行修正.通过调整挑流鼻坎边墙形状、出口宽度、挑坎角度以及增加差动墩的方法,优化了泄洪洞出口挑坎,使下泄水流更顺畅,消能更充分,满足下游两岸防冲要求.

高水头窄河道多洞联合泄洪模型试验研究

某水电站泄水建筑物由多条泄洪洞整体联合泄流,具有下泄流量大、水头高、出口位置河道狭窄等特点,且下游水垫塘所在位置即为河道的转弯处,因此会有下泄水流的能量集中和挑流水舌的归槽偏离问题。针对上述2个突出问题,以大比尺水工模型试验为基础,提出了与实际情况相对应的挑坎布置方案,经过多方案的分析比选并综合考虑整体联合泄洪消能的因素,提出了最优的推荐布置方案,可为同类型工程枢纽的消能防冲设计提供借鉴。

高水头泄洪隧洞消能防冲试验研究

对高水头水电站泄洪洞出口挑坎水力特性和下游河道冲刷特性进行了试验研究,对比分析不同挑坎形式对冲坑位置、范围及深度的影响,指出:对称斜切挑坎水舌纵向扩散充分,落水区呈窄长条状,可以充分利用下游河道的纵向空间,特别适合应用于狭窄河谷中的高拱坝工程泄洪。

阿尔塔什水利枢纽水垫塘消能方式选择

以新疆阿尔塔什水利枢纽泄洪建筑物为研究对象,通过1∶50水工模型试验比选消能方式,对比研究了采用平底板水垫塘方案下的塘内水动力特性和采用护坡不护底方案下的水垫塘冲刷形态。通过脉动压力与上举力的分布,推测了水垫塘的可能破坏范围;通过流态分析和冲刷分析,对挑坎体型进行了优化。不同型式挑坎对水垫塘的冲刷影响的比较分析表明,优化后的挑坎能够起到调整水舌和冲坑形态、减少坡脚冲刷的作用,经优化后该工程水垫塘采用护坡不护底的方案是可行的,并可供类似工程参考。

宽浅式溢洪道急流控制及下游冲刷试验研究

为使水利工程中常用的泄水建筑物岸边溢洪道安全运行 ,指出了某工程泄洪流量悬殊、宽浅比 1∶7的溢洪道出现的急流冲击波现象 ,经分析研究后提出中墩尾部增加低导墙形成潜堰方案 ,解决了泄槽内急流冲击波问题。针对泄洪流量悬殊的宽浅式溢洪道轴线与下游河道夹角偏大 ,鼻坎水流偏转困难等技术难题 ,提出两边扩散大斜切扭曲鼻坎形式 ,并对挑流冲刷问题进行了试验研究。试验结果表明 ,优化体型具有减轻急流冲击 ,改善挑流入水条件 ,减轻下游冲刷等优点 ,试验研究成果可供类似工程参考。

泄洪雾化危害的治理方案研究

挑流泄洪引发的强降雨及雾流灾害对周围建筑物安全及周边生态环境影响巨大,建筑物应尽可能避免布置在暴雨区(降雨强度S≥10 mm/h)内。本文针对纳子峡水电站在泄洪期间电站厂房处于暴雨区的情况,利用水力学模型试验对溢洪道的挑坎体型进行优化研究,通过对比不同挑坎体型挑流水舌的挑高、挑距、入水宽度、下游河床冲刷形态、水舌风以及溅水量等参数指标,得出以50°挑角左侧边墙加扭面贴角挑坎体型为推荐体型,进一步对比了原体型和推荐体型各参数指标在不同工况下的变化规律。试验结果表明:相比其他体型,推荐体型挑流水舌沿轴线整体向右侧偏移,电站厂房尾水上游边坡溅水情况改善明显;各工况下,推荐体型厂房尾水上游边坡的溅水量及厂房尾水附近水舌风的抑制均明显优于原体型。