高坝泄洪水面曲面及流速场的原型测量方法

构建了基于双高速摄像机的立体摄影测量与大范围PIV测量系统,实现了对高坝泄洪的水面曲面和流速场的原型观测。摄影测量系统将相机内外参数分开标定,既保证了相机标定精度,又减少了布置标定点的工作量;使用SIFT关键点标识法提取不同照片中水流表面流动纹理的特征点。大范围PIV系统中,使用灰度标准化、背景移除、中值滤波等方法提取水流表面流动纹理作为PIV计算的示踪物,解决了原型观测中释放示踪物的难题。根据重构出的水面曲面形态对大范围PIV所得流场进行尺度换算与水面贴合,得到真实的表面流场。在向家坝消力池运用实例表明,本方法的计算结果合理。

高坝泄洪安全关键技术研究

我国位于狭窄河谷的大型水利水电工程在泄洪方面的主要特点是高水头、大流量、大泄洪功率,泄洪安全问题十分突出。文中总结并探讨了我国在高坝泄洪消能防护、泄洪振动控制、泄洪雾化防护、掺气减蚀、泄洪安全预警等方面技术的主要研究进展,提出了提高有关泄洪安全性的技术途径,可供有关工程设计和研究参考。

用β射线测定高坝泄洪雾化浓度

介绍用高灵敏度的β射线透射法测量高坝泄洪雾化浓度的方法，先用加水模拟空气中的水分进行室内标定，然后推算出透射β射线计数率与空气中含水量之间的定量关系。在现场的实际试验结果表明，β射线透射法能准确、快速地测出空气中的雾化浓度。

高坝泄洪消能研究与运用的新发展

比较系统总结了高坝泄洪消能工程的战验研究情况,列举了大量的应用实例,说明了各种新型消能工的性能、消能效果及应该注意的问题。

膜进样质谱仪法在测量水体中过饱和溶解氮气的应用研究

高坝泄洪会导致水中溶解气体过饱和,使鱼类患气泡病甚至死亡。为探究大坝泄洪条件下,真实水体中的过饱和溶解氮的生成及其随泄洪条件的时空变化规律,利用膜进样质谱仪开展向家坝水电站泄洪条件下溶解氮的测量。结果表明,野外条件下采样运输过程中溶解气体的释放损失,导致膜进样质谱仪测量得到的溶解氮含量比通过利用总溶解气体和溶解氧的现场实测值计算得到的溶解氮含量低;利用质谱仪测量得到的溶解氮测值与总溶解气体测值之间同增的趋势性较好,但溶解氮测值与溶解氧测值之间相关关系较差。总结下来,向家坝电站泄洪导致坝下溶解氮、溶解氧和总溶解气体均达到过饱和,溶解气体饱和度在横向上基本均匀分布;受上游溪洛渡泄洪影响,向家坝坝前仍保持一定程度的溶解气体过饱和,并在垂向上表现出不均匀分布;泄洪生成的溶解气体饱和度随泄洪流量的增大而增大。为保证测量精度,建议原位开展测量,避免采样后长距离运输造成溶解气体的损失;在测量条件不满足的情况下,建议测量总溶解气体和溶解氧后进行溶解氮值换算。

高坝泄水产生溶解气体过饱和水体对鱼类影响的模拟研究

采用高坝泄洪TDG生成预测模型,考虑泄洪水流的非恒定流特征及过饱和TDG水流在河道内的一维动力学释放,模拟某待建坝高289m的高坝工程以单泄洪洞分别持续泄洪不同时间,下游河段内TDG饱和度水体对鱼类影响。以已有鱼类研究成果为标准,研究得到,泄洪流量一定,泄洪持续时间延长,TDG过饱和水体对下河道内鱼类的影响区域从坝下逐渐向下游延长。当泄洪流量、泄洪时间一定,坝下游河道内TDG过饱和水流对鱼类的影响区域沿河流方向逐渐减小。

高水头窄河谷砌石拱坝坝后冲刷坑消能防冲措施

该文根据周宁后垄溪二级水电站高水头窄河谷砌石拱坝冲刷坑形成机理制定一系列处理方案,采用CFD方法对布置消能防冲措施后的大坝泄洪水力特性进行数值模拟,研究增设消能措施后泄洪水流对下游河道的影响,分析下游河道不同泄流工况时河道水面线、岸边及河床流速,探究冲刷坑冲击动压特性和底板冲击区冲击动压脉动特性,对比分析各方案消能效率,提出多排消力墩+二道坝的冲刷坑消能组合方案,可供类似挑流消能工程参考。

高水头窄河谷砌石拱坝坝后冲刷坑形成机理及破坏模式分析

该文以周宁后垄溪二级水电站高水头窄河谷砌石拱坝坝后冲刷破坏分析为例,采用CFD数值模拟方法建立该水电站定床模型和动床模型,模拟消力池流场特性和冲刷坑形成过程。通过定床试验揭示冲刷坑底部动压和流速分布形态,初步分析冲刷坑形成原因,通过动床试验进一步揭示冲刷坑演变规律及破坏模式,分析冲刷坑形成机理,为后期维护加固提供理论依据。