无坎宽顶堰堰流流量系数的探讨

为方便而又精确地确定无坎宽顶堰的堰流流量系数,通过比较、分析几例已建工程水工模型试验数据,指出在进行水闸泄流能力计算或确定水闸规模时,采用SL265—2001《水闸设计规范》中的计算公式,应合理确定堰流流量系数的适宜取值范围.提出在自由出流条件下,按常规设计的闸墩结构和闸室上下游连接段为矩形断面的无坎宽顶堰,堰流流量系数m在0 36～0 375之间取值更为适宜.

ATS水利枢纽1~#深孔放空排沙泄洪洞消能工优化研究

ATS水利枢纽1~#深孔放空排沙泄洪洞采用底流消能形式,消能工的设计对1~#深孔放空排沙泄洪洞的运行有重大影响。通过水工模型试验对1~#深孔放空排沙泄洪洞的消能工体型进行实验研究,1~#深孔放空排沙泄洪洞消能工设置消能墩和消涡栅消能效果显著,但消能墩在较大的临底流速下存在自身的稳定和安全问题,消涡栅在水体中存在比较严重的空化空蚀问题。降低消能工底板高程,可提高效能率,通过取消消力墩和消涡栅,改变消力池的底板高程,并进行10组模型试验,确定出合理的消力池底板高程和跌坎高度。优化后消力池出口及尾水渠的水面衔接平稳,下游河床冲刷坑深度向下游移动,冲坑最低点远离消力池冲坑护坦末端。

跌坎式底流消能工的消能机理分析与研究

对比常规的底流消能工,对跌坎式底流消能工消能水力特性进行了分析和试验研究。通过对底流消能机理的 分析、平面紊动射流的流速分布和对比模型的对比试验,分析了消力池中的水流运动状态和跌坎在消力池中的作用。 利用跌坎式底流消能,可大大降低临底流速,减小消力池底板上的脉动压强,增加淹没射流消能效果和水流的平稳,减 小雾化对周围环境的影响,是一种有效的新型消能方式。

跌坎对消力池水力特性影响的试验研究

为研究跌坎在底流消能中的作用,依托某工程水力学模型,研究了跌坎对消力池内水流流态、临底流速及脉动压强的影响。结果表明:在来流量一定的情况下,随着跌坎高度的增加,消力池内流态会由底流依次演变为淹没混合流及淹没面流流态。加设跌坎可显著降低消力池前半段的临底流速,且跌坎越高,最大临底流速降幅越大,跌坎对消力池后半段的临底流速基本无影响;跌坎对脉动压强影响较大,随跌坎高度的增加,最大脉动压强先增大后减小;加设跌坎后,脉动压强和临底流速沿程先增大后减小,且脉动压力和临底流速的最大值位置基本在同一区域。

跌坎型消能工冲击区流速衰减规律研究

跌坎型底流消能工冲击区对消力池的消能效率具有决定性的影响,而冲击区入射主流轴线流速沿程衰减规律及机理尚不明确。采用水工模型试验方法,开展了冲击区主流轴线最大流速与跌坎深度、入池流量之间相互关系的研究,结果表明,跌坎型底流消能工冲击区入射主流轴线流速的衰减遵循一般的射流衰减规律。通过水工模型试验结果的无量纲化,给出了u_((i)max)/u_0(入射主流轴线各特征断面点流速的无量纲值)—x_i/L(入射主流轴线各特征断面点距离的无量纲值)的关系,研究结果表明:跌坎型底流消能工冲击区入射主流轴线流速衰减规律不受跌坎深度、入池流量的影响,具有相似的衰减趋势;入射主流轴线流速沿程衰减拟合曲线表明入射主流轴线流速沿程得到充分衰减。

明流泄洪洞弯道水流特性试验研究

某水库泄洪洞弯道水流流态极差。针对此问题,在弯道段加设5道斜导流坎,很好地解决了水流流态差的问题,但在斜导流坎的右边侧壁、导流坎后面的底板及导流坎的顶部出现负压,且负压值很大。工程最终采用限制泄洪洞下泄最大流量,由原来的346.74 m3/s减小到266.68 m3/s,即闸门由原来的3.2 m全开下压至2.8 m局开,水流流态得到了改善。

某工程泄洪洞挑坎体型优化试验

针对某工程水舌入水集中的问题,通过多次优化调整,分别对斜切坎和燕尾坎进行了优化试验和对比分析。通过增大水舌入水范围来降低下游河床的冲刷破坏并保证挑坎末端的护坦不受冲,同时兼顾河道两岸的防护范围和工程量,最终得到了推荐方案,优化过程和思路可供类似工程借鉴。