关于水闸下游无水工况的消能计算探讨

消能设计是水工建筑物设计的重要工作之一,消能计算通常根据《水闸设计规范》编列公式计算。但当下游无水或水深非常小的情况下,消能公式无法计算或水流出池落差过大而导致计算不准确、不可靠。根据江苏省某小水库除险加固溢洪闸改建工程实例,针对下游无水情况采用消力池尾坎堰流方式进行了消能计算分析,提出一种下游无水情况下消能计算的方法。

水闸底流消能计算公式的分析与改进

以上海市东风西沙水库下游水闸消能设计为例,对水闸消能计算中遇到的问题加以分析后发现,在上游水位不变、过闸单宽流量不变、下游水深较小的情况下,下游水深越小,采用《水闸设计规范》(SL265—2001)中的消能计算公式计算得到的消力池深度反而越小,这与实际情况有较大的出入。通过理论推算,对原计算公式进行了修正,并采用修正后的计算公式进行了消能计算,计算结果与实际情况相符。

综合式消力池坎高与池深组合消能计算方法

现有底流消能计算中,综合式消力池坎高与池深组合计算的传统试算法十分繁琐,特别是坎上淹没系数计算需多次反复查表试算。为解决这一问题,通过无量纲原理、数学推导及MatLab软件数值分析,给出了坎上淹没系数简洁的高精度解析计算式,并通过对比分析得到该解析计算式最大相对误差仅为0.405%;同时还给出了跃后共轭水深的高精度解析计算式。在考虑消力池深与消力坎的组合消能影响下,给出简洁的无量纲消力坎坎高的解析计算式,并通过MatLab软件给出了无量纲坎高随无量纲单宽流量、下游水深以及消力池池深之间的二维曲面关系图,依据大量数值计算成果,给出了最不利消能工况下的坎高极值计算式。最后通过2个实例计算对比,可见所提出的简洁算法精度高且方便快捷,为工程实际设计提供了参考。

拜泉县国乐水库输水建筑的底流消能计算

输水建筑物工程由进口引渠段、取水塔控制段、洞身段、出口消能防冲段组成,输水建筑物按无压洞布置,洞身底坡坡降设计采取1/200,进口设置两孔,输水涵洞洞径设计要考虑设计最大过流能力及工程检修方便,消力池出口段两侧接一字型翼墙挡土,消力池下部浆砌石。

平原水闸消能计算问题初步分析

根据多孔闸部分闸孔开启时的水跃状态,以及消力池后水面落差△Z的计算,简要分析消能计算。

利用VB编程进行实用堰的消能计算

堰消力池的收缩断面水深和池深计算必须经过不断的试算方可确定,在设计中往往消耗大量的时间,为此,利用数学知识和Visual Basic高级程序设计语言(以下简称VB)对消力池计算公式进行编程,给出了方便、快捷、省时的计算方法。

小流域淤地坝溢洪道压强特性分析及挑流消能计算

针对传统的溢洪道压强特性分析及挑流消能计算中灵敏度低的问题,提出小流域淤泥坝溢洪道压强特性分析及挑流消能计算。建立溢洪道模型并划分网格,计算模型测点压强完成压强特性分析,依据水舌不同阶段的流速实现挑流消能计算。实验结果表明:提出的小流域淤泥坝溢洪道压强特性分析及挑流消能计算方法比传统方法灵敏度高。

尾坎自由出流消能计算应用实例

消能工的消能设计对于下游河床的安全有着重要影响,当消力池下游连接斜坡段形成尾坎自由出流时,其消能计算方法尚不完善。根据龙洞水库安全鉴定实例,针对其溢洪道消力池尾坎自由出流的情况进行了消能复核计算分析,可为类似工程提供一定的参考和借鉴。

溢洪道下游无水工况的消能计算探讨

溢洪道开始泄洪时,下游通常处于无水或水深非常小的情况。根据消能公式计算,会出现因水流出池落差过大而导致消力池挖深计算值为负,计算结果不合理。本文通过工程实例,指出溢洪道初期泄洪应调节闸门开度,控制下泄流量,提出下游水深和消力池深的计算方法和过程。

应用于水闸消能计算的BASIC程序

消能计算是水闸设计的重要一环,渭平原河渠上水闸下游的消能形式又多为底流式消能,亦即通过消力池的设计使下游产生淹没水跃,以达消能的目的。然而在计算消力池深度时,要通过试算来求消力池的设计流量,而后再解四个联立方程。

八一水库输水洞出口底流消能的设计与计算

八一水库输水洞由进口引渠段、取水塔控制段、洞身段、出口消能防冲段组成,输水洞按无压洞布置,消力池为U型槽结构,消力池出口段两侧接一字型翼墙挡土,消力池下部浆砌石。

高坝消力戽消能跃后共轭水深的计算

针对现有高坝消力戽消能计算十分繁琐的问题,考虑底挑圆弧离心力对收缩水深的影响,基于无量纲化理论、水力学基本理论和数学理论推导,给出了高坝消力戽消能计算基本方程。利用一元三次方程的卡当公式解分别给出了坎底收缩水深和跃后共轭水深的解析计算公式,并采用MatLab计算软件对跃后共轭水深与无量纲单宽流量、无量纲总水头以及消力戽底坎挑角的影响关系进行了计算研究。最后通过工程实例计算比较,认为推导的坎底收缩水深和跃后共轭水深计算式精度可靠,方便快捷,便于工程实际应用。

成子河分洪闸水利枢纽工程消能防冲计算

成子河分洪闸最大上下游水位差为7.0m,且地基为轻粉质砂壤土,地质条件较差。为保证消能防冲的安全,本次工程采用二级底流式消能。通过本工程的研究,为今后废黄河区域消能防冲计算提供可借鉴资料。

花都湖橡胶坝工程消能防冲计算方法分析

由于橡胶坝的特有的运行工况,在橡胶坝设计过程中需根据工程实际情况选择最危险的计算工况及适合的计算方法。本文试图通过花都湖橡胶坝工程的消能防冲计算进行介绍,供同类工程借鉴参考。

东沁挡潮闸下游消能计算浅析

东沁挡潮闸是一座挡潮、排涝及纳潮补水多功能相结合的综合水利枢纽工程,针对东沁挡潮闸排涝时,分析下游出池河床水深计算方法,判定下游出池河床水深是否满足消能计算要求,并根据消能计算成果,验证下游出池河床水深计算方法的准确性,供类似工程消能计算借鉴参考。

梯形消力池水力计算与应用实例

梯形断面消力池具有基础开挖工程量小、避免高挡土墙、施工简单等优点。对于降低中小型工程施工难度,节约工程投资具有实际意义。目前相关规范并无梯形断面水跃详细计算说明,而以往资料论述的计算方法落后。研究梯形断面消力池水力学计算可有助于优化工程设计。

Mirador铜矿截水沟南段高程1350m以上消能设计与计算

厄瓜多尔Mirador铜矿截水沟南段1,350m以上出口区域地形陡峭、地质条件复杂,对出口消能建筑物布置及设计十分不利。针对上述难点,本文采取分段求和法计算了1#坡面沟和2#坡面沟,"设置台阶"及"不设置台阶"两种工况下沟内水面线分布,经比选后拟定了坡面沟侧墙高度;采用井流消能分别计算了I型和Ⅱ型消力池结构尺寸(池长、池宽和池深)。依据上述计算结果,最终确定了1,350m以上出口消能建筑物结构形式,具体包括I型消力池、Ⅱ型消力池、1#坡面沟和2#坡面沟。工程运行实践表明,上述计算结果合理、消能建筑物布置及设计可靠,对类似工程具有很好的借鉴意义。

平原地区中小型涵闸下游消能工计算中的问题初探

消能防冲设施是水闸工程的重要组成部分,对保障水闸工程的安全运行具有重要意义。本文对中小型涵闸下游消能工计算中的控制运行条件、坎高、池深、池长等几个主要问题进行了初步分析和探讨。

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。

旗岭水闸加固扩建工程消能设计

水闸的消能防冲设计是水闸设计的重要组成部分,关系到工程的安全性与经济性,通过旗岭水闸加固扩建工程实例,介绍了水闸扩建过程中利用在原有消力池后增设二级消力池的方法,达到满足消能、节省工程投资的目的,并根据水闸闸门的调度原则相应介绍了水闸二级消能的计算方法。