大单宽流量低傅汝德数收缩墩底流消力池的试验研究

为解决大单宽流量、低傅汝德数底流消能中存在振荡水跃,进而导致消力池内流态不稳定、水面波动大、消能率低等问题,采用模型试验的方法,对在消力池前设置收缩墩后的收缩扩散与底流复合消力池进行了研究。结果表明:设置Y型收缩墩后消力池内呈较为稳定的收缩射流与淹没水跃的三元复合流态,水流更为稳定,振荡水跃消失,可有效解决池内的水流间歇性振荡和水面大幅波动等问题。同时,设置收缩墩后,可有效降低池内最大临底流速,由近30 m/s降至约20 m/s。消能率由60.93%提升至66.61%,消能效果显著。此外,下游河道冲刷大大减小。最不利冲刷工况下的2年一遇洪水时,基岩最大冲深由近32.0 m降为5.6 m。消力池前设置收缩墩,对于因受地形地质等客观条件限制,无法通过改变池长池深来解决大单宽低傅汝德数的底流消能问题,提供了一种新思路。

非对称入流复合消力池消能体型研究

为了适应工程地形所需的复合底流消力池以其布置形式简单、工程投资小等优点,在中小型水库工程中得到广泛应用,但其在非对称入流条件下普遍存在水流流态复杂、消能率低等各种问题。基于抚宁抽水蓄能电站下库泄洪消能建筑物,采用水力学模型试验与数值模拟相结合的方法,对复合消力池消能体型及入流方式进行了研究。结果表明:将传统消力池的均匀对称入流方式调整为适宜的非对称方式后,既扩大了消力池水流入水的空间范围,又保留了三元水跃高消能率的优点,同时也解决了因入流不均匀及消力池体型不对称而产生的消力池内水流旋转问题。通过模型试验和数值计算发现,这种底流消能体型布置方式极大提高了入射水体与下游水垫的剪切碰撞作用,降低了消力池临底流速与底板压强,且流态稳定,适于工程不同工况的安全运行,也使消力池总消能率提升了约10%。

基于低弗氏数水流下折坡渐扩式消力池的优化

底流消能中在遇坡度情况下通常采用折坡扩散型消力池,其消能效果较好,对地形适应性强,在同等水利条件下,需要的池深更小,更经济高效。折坡式消力池的优化及应用还存在难题,该体型在低弗氏数水流下的消能与具体工程的应用具有一定研究价值。本工程水流为低弗劳德数水流,通过模型试验,在不同工况下,对折坡扩散式消力池的水深、压强、消能率等水力特性做了研究,针对三种不同体型比较优化,最终得出加深消力池与在护坦加设消能墩的方式,其对下游水深的适应更好。

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。

五马水库底孔坝段优化设计

五马水库坝址坝基存在倾向下游的软弱夹层,下游河道呈S型,底孔出口挑射高速水流会冲击坝脚和下游山体,对大坝造成严重威胁。鉴于此,将泄洪冲沙底孔出口由挑流调整为底流消能。笔者对优化设计加以总结,以资借鉴。

中小型水工建筑物下游消能设计——工程水力学几个问题之三

该文通过试验成果及工程事故教训,就底流消能设计中的水力学计算精度对消能效果的影响、枢纽布置、结构形式和底板设计(包括排水孔布置)等问题进行了讨论并提出优化建议;亦就阶梯状陡坡和面流消能设计应注意的问题进行了初步探讨,并提出今后需进一步研究的一些问题,供工程设计人员参考。