基于TRIZ理论的滨海水闸闸下防冲技术研究

滨海水闸设计条件复杂,防冲问题突出,以TRIZ创新理论为基础,通过因果属性分析法,系统地梳理了水闸闸下冲刷中存在的内在规律和原理,探索多方案、多目标的消能防冲办法。结果表明,基于该理论所提出的解决方案多数已为各方学者所采用,TRIZ理论既可为设计提供比选方案,也为防冲技术研究提供了方向,值得进一步引入到水利工程的科研及设计创新中。

滨海水闸闸下冲刷成因及布置优化分析——以瓯飞东2号闸为例

滨海地区水闸基础软弱,抗冲能力较差,闸下水位亦随潮汐涨落频繁,对水闸的防冲安全及运行维护带来巨大压力。以瓯飞一期围垦工程东2号闸为例,采用物理模型试验,对闸下控制潮位、消能工布置、海漫布置及冲刷时间等主要影响参数开展分析,初步揭示了闸下冲刷的成因及特点。并以此为基础,提出了改善方向及优化方案,消除了传统布置中存在的盘头冲刷问题,成果可为类似工程参考。

滨海水闸闸下冲刷特征及机理研究

滨海水闸冲刷条件较差,不仅存在常规水闸低Fr数消能难的特点,还存在闸下基础稳定性及抗冲能力较差,闸下水位随潮涨潮落变动等特点,且其下游水域开阔,冲刷特性较常规水闸更为复杂。根据多年来模型试验成果,针对滨海水闸冲刷特征,从水流流态、扩散角及紊动切应力等多方面系统分析了闸下冲刷机理。研究表明:滨海水闸出闸水流平面上存在主流和副流两部分,在冲刷特征上可分为主流冲刷及副流冲刷,其中副流冲刷是引起滨海水闸冲刷破坏的主要因素。主流冲刷可分为缓流冲刷与急流冲刷,符合二元冲刷基本特征。副流冲刷则以回流淘刷为主,冲刷形态受水流扩散角、回流及回流挤压、紊动切应力三方面影响。相关研究成果可为制定闸下防冲对策提供理论依据。

瓯飞一期围垦工程北1#闸消能试验研究

北1#闸位于瓯飞一期围垦工程瓯江侧为I等工程,其外海侧潮差大,运行工况复杂。而水闸本身属低水头、低佛汝德数消能,消能率不高,故消力池型式的优化设计对大闸安全显得尤为重要。通过1∶50整体水工模型详细研究了无翼墙二级消力池的布置型式,对闸下消能方案进行了比选,并从水流流态、闸下冲刷等方面综合考虑,提出了适合该工程的消能布置型式,试验表明该布置型式可以有效地解决闸下水深不足时的水流衔接问题。