泄洪洞补气洞面积对洞内空气流动特性的影响

为研究泄洪洞补气洞面积对洞内空气流动特性的影响,采用数值模拟法,主要分析了补气洞面积对空气流场和风速的影响规律。结果表明,增大补气洞面积,洞内平均风速随之减小,但向洞内补充的空气量反而增大,且能够提升洞内空气的流畅性;补气洞面积的变化对水流自由面上方空气流速的衰减规律影响较小,仅改变流速大小;建立了补气洞内风速与水流流速和面积系数(补气洞面积/洞顶余幅面积)三者之间的关系式,利用锦屏一级原型观测数据进行验证,误差小于10%。研究结果可为水利工程中的补气洞设计提供参考。

基于MIKE FLOOD的杜家台分蓄洪区运用调度研究

运用MIKE平台建立杜家台蓄洪区行洪道MIKE11一维河道模型,模拟并分析了红星垸堤刨毁前后的分洪道行洪能力。同时搭建MIKE21分洪区二维模型,并利用MIKE FLOOD动态耦合一、二维模块,以此为平台研究杜家台分蓄洪区分蓄汉江夏、秋洪水与长江洪水时的调度工况。结果表明:红星垸堤刨毁后分洪道宽度增加,显著降低了该处分洪道上游的洪水水位,提高了分洪道分洪能力;汉江低量级来水情况下,杜家台只需运用南区1~4垸分洪,而高量级来水下杜家台需运用1~7垸分洪;长江分洪时,处于下游的第6垸分洪能力显著,最终可解除第7、9垸的风险,只需运用1~6垸。现有防洪工程中第5、6垸分洪速度较慢且分洪量小,而处于最上游的第2垸分洪量大且分洪较快,导致与其相临的1~4垸洪水超高,危及7、9垸,故7、9垸堤顶亟待加高,同时5、6垸分洪能力需要增强。

驮英水库泄洪隧洞方案比选

驮英水库泄洪隧洞方案选用“龙抬头”连接型式(不共用进水口布置方案)与短斜坡连接型式(共用进水口布置方案)等两种方案。本文从结构安全、运行调度、工程施工、工程投资等方面进行比选,推荐短斜坡连接型式(共用进水口布置)方案为实施方案。

浑源抽水蓄能电站泄洪排沙洞出口工程地质研究

浑源抽水蓄能电站泄洪排沙洞出口区围岩岩体单薄,发育有断层,隧洞施工难度大,风险高,运用工程地质分析原理与有限元数值模拟相结合的方法进行研究、分析,围岩类别为Ⅳ类,岩体较破碎,围岩不稳定,不同进洞点工程地质条件相同,边坡及隧洞开挖导致隧洞围岩塑性变化、位移、应力变化大小及规律基本相同,单纯变更进洞点位置的施工方案是不能降低隧洞施工难度的,也不能避免隧洞的施工风险。研究为泄洪排沙洞出口方案确定指明了方向。

驮英水库泄洪建筑物方案比选

驮英水库需进行泄洪建筑物方案布置比选,首先采用“单独溢洪道”与“溢洪道+泄洪洞”联合泄洪等两种泄洪方式从结构安全、运行调度、防汛抢险、工程投资等方面进行比选,确定“溢洪道+泄洪洞”联合泄洪的泄洪方式。从结构安全、运行调度、防汛抢险、工程投资等方面对“左岸溢洪道”及“右岸溢洪道”进行方案比选,最终确定水库的泄洪建筑物的布置方案。

不良地质条件下分洪道工程隧洞施工技术应用研究

分洪道可以有效改善河流流域内的洪水,而在分洪道工程施工中,对不良地质条件的处理是施工顺利进行的前提。乐山市竹公溪分洪道工程隧洞段施工过程中不良地质现状情况复杂,经分析,提出并应用了活动性断裂带及断层破碎带,软岩大变形,岩溶渗涌突水、突泥,预防洞口边坡失稳与反坡排水等处理措施。监控量测结果显示,隧洞段的变形逐渐趋于稳定,表明该技术可以为后续类似分洪道工程的施工提供有效参考,并为大规模的水利工程建设提供实例借鉴。

驮英水库泄洪隧洞水力学计算

驮英水库泄洪隧洞由施工导流隧洞改建而成,考虑到泄洪隧洞兼有水库放空功能和冲沙功用,因此泄洪隧洞兼具三洞合一的功能。水力学计算也考虑了导流隧洞、泄洪隧洞及放空隧洞的要求。泄洪隧洞运行时,水流条件较为复杂,因此建立了水库枢纽1∶80水工整体模型及1∶80施工导流整体模型进行水工模型试验,验证了泄洪隧洞设计的可行性。

子威水库泄洪方式与洪水调节分析

泄水建筑物是水库枢纽的重要组成部分,是影响大坝特征水位选择和水库防洪安全的重要因素,而泄洪方式的选择和洪水调节计算是设计的重点。为解决水库枢纽所在支沟来水量不足问题,子威水库采用主坝、副坝结合的布置方式,通过库区内的连通隧洞将副坝所在主沟水量引至主坝进行补水。考虑地质条件和工程投资限制,主坝不设泄洪设施,提出了主坝泄洪采用库区内连通隧洞引洪至副坝溢流坝进行下泄的方式,同时结合了水库枢纽泄水建筑物的布置形式,提出了子威水库枢纽主坝和副坝联合洪水调节的计算方法,可为中小型水库泄洪建筑物工程布置与调洪计算提供借鉴。

北江“22.06”洪水芦苞涌、西南涌泄洪及分流情况分析

2022年6月,北江发生超百年一遇特大洪水,芦苞、西南水闸6月7日8:00起开闸分洪,文章分析了北江“22.06”洪水期间芦苞涌、西南涌及下游各监测站点在开闸后的泄洪及分流情况,以期为区域水文规律研究提供参考。

福建某县泄洪隧洞工程地质及水文地质条件分析

福建某县炭坑溪呈不规则弯曲、深切状,分布在拟建南三环路与南二环路区段,困扰着该区段的交通路网布置和新区规划建设。为疏畅河道及解决新区规划问题,确定在炭坑溪南三环路上游侧筑坝拦水,拦截上游来水,经新建泄洪隧洞排水至蓝溪。此次设计泄洪隧洞工程是项目的重要组成部分,探究其工程地质及水文地质条件是必不可少的环节。文章以该泄洪隧洞工程为例,通过调查、钻探、野外原位测试、水文地质试验、室内(外)土工试验等方法对其工程地质及水文地质条件进行了深入探究,以期为类似工程提供参考和借鉴。

新建排洪隧洞工程围岩参数及衬砌设计研究

为解决排洪隧道建设过程中地质条件复杂影响稳定性的问题。本文以木里县梭罗沟金矿新建排洪隧洞工程为例,首先对隧洞工程地质条件进行了分析评价,然后将隧洞围岩分级及各级物理力学参数进行了试验分析,以掌握围岩的岩土力学参数,最后根据对新建排洪隧洞洞身进行了设计。该设计可以有效的支撑后续工程施工,保证施工过程的安全。

闸门开度对泄洪排沙隧洞水力特性影响研究

为揭示闸门开度对泄洪排沙隧洞水力特性的影响规律,建立了不同闸门开度下的排沙隧洞二维模型,采用VOF法和标准κ-ε紊流模型对泄洪排沙隧洞易磨蚀断面流场进行三维数值模拟计算,获得了闸门附近的流态、流速、压强等水力特性,并对比分析了不同闸门开度下的水力特性,得到了闸门处至挑坎之前的空化数。结果表明,当闸门小于1/2最大开度运行时,闸门开度越大,隧洞水流流态越平顺,临底流速过渡越平顺,且隧洞底板上下游压力差越小;闸门开度越小,有压洞内流速越小,容易造成泥沙淤积;闸门开度越大,对隧洞整体运行越有利。研究结果对水工隧洞闸门的运行开度优化及闸门底坎抗磨修复具有指导意义。

过水建筑物变态模型水流相似性试验研究

参照黄河山东齐河河段北展分凌(洪)区豆腐窝分洪闸进行了模型设计和试验.依据实体模型相似理论,结合河道模型设计经验,选定变率分别为1.0、3.0、5.0、8.0、10.0、13.3的6个概化模型.对5个变态模型和1个正态模型的泄流能力、闸上游流场进行了试验对比研究.试验结果表明:变态系列模型垂线平均流速沿断面宽度的分布与正态模型一样,不同变率模型各断面平均流速与正态模型流速的偏离程度不大;流量系数与变率大小无明显规律,变态模型的流量系数比正态模型增大约0.06~0.22倍;建立了各变态模型的相对水头与流量系数m的表达式.

云竹水库新建泄洪放空洞围堰施工方案研究

通过对云竹水库除险加固工程新建泄洪放空洞围堰施工方案研究,比选确定了围堰的结构型式,并对围堰稳定及渗流进行计算,满足规范要求,可以作为类似水中围堰施工的参考。

某尾矿库内外排水隧洞合流水力计算分析

结合某尾矿库的实际汇水面积和地形条件,采用上游设拦洪坝截洪和库内另设排洪系统的联合排洪系统。对库内外特征标高分别进行调洪库容计算,均采用无压均匀流公式对排洪系统的泄流能力进行了计算,并进行了调洪演算分析。结果表明,隧洞合流前后均为无压流且能满足排洪要求,为确保尾矿坝防排洪安全提供理论依据,可为类似工程提供一定参考。

南水北调东线二期半专道输水方案对淮河入江水道行洪能力影响研究

淮河入江水道是淮河下泄洪水的主要通道,承担来自淮河中上游约66%~79%的洪水,是淮河行洪的安全阀。为了研究南水北调东线二期半专道输水方案对淮海入江水道行洪的影响,建立北抵洪泽湖三河闸、南至长江三江营的一二维水动力数学模型,在设计洪水工况下分析工程方案对入江水道行洪的影响。结果表明:工程实施后,入江水道上段、下段行洪水位低于设计值;中段邵伯湖由于东侧修建隔堤侵占河道,行洪时部分区域水位有少量抬高,当对新民滩南部实施切滩补偿后,可有效消除其影响。

泄洪放空洞挑流鼻坎水力特性研究

针对某水电站泄洪放空洞,提出了两种挑流鼻坎体型,通过泄洪放空洞单体水工模型对圆弧斜切挑坎和新型上下复合挑坎进行试验研究。对比分析了两种挑坎体型的水舌形态、挑距及下游冲坑深度等参数。试验发现,新型挑坎将水流分为两股,形成上下两层平行的水舌,呈抛物线型前后跌入河道,两层水舌的宽度控制在河道范围内。挑出的水舌流态稳定,在空间和平面上得到了充分扩散。相较于圆弧斜切挑坎,水舌的扩散范围从偏河道左侧回归到河道中间,一定程度上减小了下游河床的冲坑深度、岸边的涌波高度及冲刷流速。运用Ansys Fluent软件对设计的新型挑坎进行数值模拟计算,得到各工况下挑流水舌形态、水舌挑距、湍动能及湍动能耗散率。对比分析数值计算和模型试验结果,二者流态一致,水舌的挑距和宽度结果基本吻合,说明数值模拟可靠,为挑流消能研究提供了便利和技术支持。

大型抽水蓄能电站泄洪排沙洞运行期巡检与服役性能评价

大型抽水蓄能电站的泄洪排沙洞在运行期将受高速水流、输沙冲蚀及外水压作用,洞内可能存在衬砌开裂、剥蚀、掉块等局部破坏现象,对其长期使用产生不利影响。以丰宁抽水蓄能电站泄洪排沙洞为例,首先开展了基于机器人的实时视频、高清图像和多参数气体采集,实现了近2 km洞段的巡检,将隧洞缺陷划分为结构性和功能性缺陷,并提出分级标准;然后,结合近6年的隧洞内监测数据初步评价了隧洞围岩的稳定性;最后,采用数值分析方法对不同运行条件下的隧洞围岩和衬砌结构受力进行计算分析评价。结果表明,泄洪排沙洞在当前状态下服役性能良好。研究结果对已建电站运维管理及类似隧洞工况巡检具有一定参考价值。

某尾矿库排洪隧洞及竖井跑浑的治理方法

某山谷型尾矿库排洪系统采用溢洪塔-竖井-排洪隧洞的排洪方式,在运行过程中排洪支洞及竖井出现喷水跑浑现象。经现场勘查,结合尾矿库工程地质条件和建设情况分析,总结出跑浑原因是隧洞围岩较破碎、裂隙发育,衬砌壁后未进行回填灌浆存在空鼓,从而使库底经岩体裂隙与隧洞衬砌壁后空隙形成贯通通道。通过采取紧急停排,并在溢洪塔周边抛洒山皮土覆盖堵漏进行应急处置,然后对排洪隧洞及竖井壁后进行灌浆回填。经过应急处置和永久治理后,该尾矿库排洪系统跑浑现象消失,排尾恢复正常。

巴基斯坦卡洛特水电站导流洞水工模型试验研究

为了研究巴基斯坦卡洛特水电站导流洞的泄流能力、水流流态及出口消力池消能效果,同时验证导流洞设计的合理性,运用导流洞水工模型试验,模拟了各种工况下导流洞进出口水流形态、流速分布等。试验结果表明:模型泄流能力值与计算值一致,进出口水流较平顺,洞身段均未出现负压,经过消力池后河床底部流速值显著降低。研究成果证明了导流洞各段体型设计合理有效,消力池消能效果显著。