超长溢流宽度大流量溢洪道泄洪水力特性研究

受地形、地质等因素的影响,超大库容、大泄量水利工程泄量分配与消能防冲问题十分复杂。尼雷尔工程采用堰上低水头、超长溢流宽度、大泄量溢洪道布置形式。为准确了解尼雷尔工程溢洪道实际泄洪能力和下游消能防冲与汇流等水力特性,通过模型试验与数值模拟相结合的方法,对不同方案下溢洪道的流量系数、消能率、坝后水流归槽情况、河道流速等进行了研究。研究结果表明:原设计低水头高堰溢洪道实际过流能力满足设计要求,采用数值模拟方法可以避免模型试验中缩尺效应的影响;坝面采用台阶高度1.5 m的消能方式消能效果最佳,护坦内部的侧向汇流也比较平稳顺畅,两侧来流在护坦内对撞消能后进入下游主河槽,坝后主河槽平均水深增大近30%,平均流速降低约20%。研究结果可为高坝大库容工程的泄洪消能设计提供参考。

溢流堰特性对差动式调压室水力特性影响研究

水电站调压室和闸门井之间的隔墙设置溢流堰,形成差动式调压室。溢流堰的特性如高程、溢流宽度、溢流系数的取值直接关系到差动式调压室的水力特性。为此该文采用特征线法模拟差动式调压室的涌浪水位波动过程,并对溢流堰特性进行敏感性分析。由此,探讨溢流堰特性对差动式调压室水力特性的影响。结果表明:溢流堰高程对差动式调压室水力特性的影响最大,其次是溢流堰宽度,最后是溢流堰溢流系数;建议溢流堰的高程定在调压室稳定水位附近,溢流堰的宽度尽可能取大值,溢流堰尽可能采用溢流系数大的堰型。

侧流式消能井横轴漩涡气柱水力特性试验研究

采用物理模型试验分析侧流式消能井中横轴漩涡气柱的形成与消散特性.通过试验获得横轴漩涡的水力特性,得到不同流量、水位和溢流宽度情况下的横轴漩涡历时概率分布,通过无量纲法分析横轴漩涡的形成与消散规律.结果表明,当输水流量低于稳定流量时,漩涡气柱历时概率随输水流量增大而增大;当输水流量高于稳定流量时,横轴漩涡历时概率随输水流量增大而减小.当淹没水深低于稳定水深时,漩涡气柱历时概率随水深增加大增大;当淹没水深高于稳定水深时,横轴漩涡历时概率随水深增加而减小.横轴漩涡历时概率随溢流宽度的增大而增加.通过合理设置淹没水深和溢流宽度可防止横轴漩涡气柱的产生,改善侧流式消能井的水流流态,提高输水系统的运行效率.

无闸溢洪道和迷宫堰

迷宫堰轴线在平面上呈折线形,状似锯齿或迷宫（见附图）,故名迷宫堰（Labyrinth weir）。在溢流宽度相同的条件下,迷宫堰溢流前沿比一般的直线堰增长几倍乃至十几倍,因而其溢流能力比直线堰大得多,特别是在低水头的情况下,几乎与溢流前沿长度成正比。