曲线型实用堰弧形门闸孔出流流量系数分析

针对曲线型实用堰上弧形门闸孔出流流量系数经验方法确定的数值偏小问题,基于凯巴萨水电站溢流坝模型试验,采用最小二乘拟合法对实用堰上弧形门闸孔出流的流量系数进行分析,分段建立流量系数μ与闸门相对开启高度e/H的关系式表明,拟合获取的流量系数与实测值相对误差绝对值最大4.14%,平均值1.48%,预测精度较高。

止水点位于堰顶下游的弧形闸门流量系数试验研究

当弧形闸门止水点位于曲线实用堰堰顶下游时,闸孔出流的流量系数没有可参考的理论或经验公式进行计算。为此选用理论分析和物理实验方法,建立曲线实用堰和闸门的正态模型,测量不同开度条件下水位流量关系,并分析闸孔出流流量系数与相对开度之间的关系。此成果既可用于评估闸孔出流的泄流能力,也可为水库闸门调度方案的制定提供依据。

宁波压赛堰考辨及价值研究——浙东运河宁波段关键工程研究之一

宁波压赛堰是大运河(宁波段)关键工程之一,节制内河(塘河)与外江(潮汐河)的水量调度。2013年3月,宁波“压赛堰遗址”作为大运河·姚江水利航运设施列入第七批国保单位。由于年代久远、水系变迁,遗址名称及位置变迁多有混淆。文章根据考古调查、现场走访,结合史料、碑刻记载,考辨并论证压赛堰及其附近水利工程、配套设施等位置、沿革、运行机制。研究指出:压赛堰位于浙江省宁波市江北区甬江街道压赛堰社区,倪家堰河(原西大河)与机场河(原穿心港)交汇处;自明代起,在其下游陆续兴建了虞家堰、虞家(五眼)、郭公(即国保单位大运河·姚江水利航运设施“压赛堰遗址”)。压赛堰和“压赛堰遗址”这2处遗址共同组成了集交通运输和农业灌溉等功能于一体的水利工程枢纽体系,建议一并纳入现有国保单位范畴予以统筹保护研究。

基于智能算法的圆柱形堰闸流量预测模型

堰闸结构具有较大的泄流能力,为准确高效校核堰闸流量,采用BP神经网络、支持向量机(SVM)和广义回归神经网络(GRNN)3种智能算法对圆柱形堰闸流量系数(Cd)进行预测,并探究了无量纲参数与流量系数之间的相关性及变化规律。结果表明,广义回归神经网络GRNN模型和BP神经网络模型均可准确预测圆柱形堰闸流量系数,BP模型测试阶段决定系数为0.997,均方根误差为0.009,平均绝对百分比为0.801%,纳什效率系数为0.997,优于GRNN模型,可作为堰闸流量系数的高效高精度预测模型。闸门开度与圆柱直径之比(a/D)、堰顶水头与圆柱直径之比(Hw/D)与Cd之间具有强相关性。Cd随上游弗劳德数(Fr)、Hw/D的增加而增加,a/D越大,Cd增幅越大。研究结果可为圆柱形堰闸在实际工程中的推广应用提供理论参考和技术支撑。

亳州市中小河流水文站堰闸流量系数率定及分析

亳州市谯城区十河闸、贾集闸水利枢纽自2018年拆除重建,两处中小河流水文站已配套运行5年。近年来,由于防汛调度工作对水工建筑物出流情况的精准把握需求,亟需通过水文测验及水文预报为地方防汛调度提供更加科学合理的数据支撑。而随着走航式多普勒流速仪(ADCP)的广泛投入应用,亳州水文勘测队积极投入到中小河流水文站的堰闸流量系数线的测验、率定、分析工作中。通过近两年对实测流量成果的分析,初步率定出堰闸流量系数线并通过了各项精度检验,适用性也得到印证,为地方的防汛调度和水资源管理提供科学依据。

浅谈堰闸过水平均流速法定线推流

为对堰闸站流量系数线进行率定分析,建立流量系数与相关因素关系曲线,达到流量软在线和流量间测的目的。依据茨淮新河插花闸和长河枞阳闸站的实测流量资料,采用堰闸过水平均流速法分析率定淹没式孔流、淹没式堰流和自由式孔流流量系数关系曲线,并对历年综合点采用幂指数公式拟合。结果表明:定线精度指标和关系线检验均满足整编规范要求,综合幂指数公式,不仅利于流量报汛和整编,而且方便流量软在线技术应用。分析表明:堰闸过水平均流速法计算简单,易于操作,适用于多种流态,可作为堰闸站定线推流的主要方法之一。

滇中引水工程水力特性分析——多通道倒虹吸水力控制

滇中引水工程观音山倒虹吸长达9.8 km,输水流量达100 m^(3)/s,采用3根4.2 m内径的压力钢管输水。在满足输水流量的同时需要保证倒虹吸进口一定的淹没深度,避免进口掺气等不利水力现象。为简化调度运行提出不同输水通道数匹配输水流量级别、节制闸与溢流堰联合控制的方式,实现出口节制闸仅全开或全关两种运行状态。

闸堰结合在取水工程中的应用及设计要点

拦河闸作为取水工程的主要建筑物,其设计的合理性会直接影响整个工程的安全稳定运行。以托里县庙尔沟镇金塔区供水工程为实例,针对原取水口洪水期淤堵和枯水期引水量不足的问题,综合考虑地形地质条件,采用闸堰结合的拦河闸型式。简要阐述了该拦河闸的布置特点、运行调度模式以及设计过程中应重视的水力分析和结构稳定计算,并根据计算结果开展具体设计,可为同类型中小型水利工程拦河闸建设提供借鉴。

乐昌峡水利枢纽工程溢流坝泄洪消能研究

乐昌峡水利枢纽工程坝址处河道狭窄,溢流坝的泄洪落差和单宽流量较大,且电站尾水出水口靠近溢流坝,因此,溢流坝泄洪安全是枢纽工程的关键技术问题。通过溢流坝泄洪消能模型试验研究,对溢流坝堰面曲线、两侧收缩边墙、闸墩、挑流鼻坎等布置和体型进行了优化,改善了其运行水力特性,妥善解决了溢流坝泄洪消能防冲的问题。

改进河道洪水演进模型在漳卫河的应用

在一维非恒定流水动力模型的基础上耦合堰闸水动力模型,采用三级解法构建了一维水动力河网模型,并把改进的模型应用到漳卫河中,进行历史洪水重现模拟。结果显示,模型适用性强,能够很好的处理河流交叉、堰闸过流等问题,可以为漳卫河的防洪调度提供技术支持。

翻板闸流量系数变化特性试验研究

翻板闸门开启后,门上门下两层泄流,为堰、孔混合流,复杂的流态给工程的水力设计带来了难度,现有研究均是以求得综合流量系数为目标。为分开讨论在堰、孔独立出流时的相互影响,通过开展模型试验,基于翻板闸最大开度工况下的过流特性,研究来流量大小和下游水深对翻板闸过流能力的影响。试验来流量分别为0.06、0.08、0.10、0.12 m^3/s,下游水深分别为0.50、0.55、0.60、0.65 m的工况组合,共16种工况进行试验。试验结果表明下游水深一定时,流量系数与来流量呈正相关关系;来流量一定时,流量系数与下游水深呈负相关关系。该研究成果基于大开度工况,可进一步研究其他工况的流量系数。

低水头折线型实用堰泥沙淤积影响研究

采用物理模型试验和数学模型计算相结合的方法,研究了上游堰高对折线型实用堰堰面泥沙淤积的影响。结果表明:上游堰高为3 m时,由于上游堰高值较大,且堰顶高程未高于上游河床高程,堰面检修门槽处的底流速和紊动能较大,泥沙不易淤积停留,对检修闸门正常启闭的影响较小。试验结果对类似工程设计具有一定的参考价值。

长距离明渠调水工程数值仿真平台研究

大型跨流域调水工程,通常具有输水线路长、沿程过水建筑物类型和数量多的特点,建模过程复杂。文章提出的虚拟连接模块的概念,解决了各模块间的连接问题,实现了自适应建模,在此基础上建立了具有自适应建模的、图形化输入和数据库输入相结合的数值仿真平台。该模拟平台可以减少建模错误的发生,提高建模工作效率。鉴于过闸流态的多样性及其流态之间的过渡,给出了堰闸过渡态模拟的处理方法,实现了输水明渠水力过渡过程中水位、流量大幅度变化的无间断连续模拟。模型应用于南水北调中线工程总干渠京石段应急工况的特性研究,分析表明该模型模拟结果与原型观测结果吻合甚好,因此,文章提出的模拟平台能够模拟复杂输水渠道的水力响应过程,可作为南水北调中线工程等跨流域大型明渠输水工程的模拟仿真平台。

Hydroplus——一种新型的防洪挡水式自溃堰

介绍了一种新型的防洪挡水式自溃堰———Hydroplus的结构特点、工作原理、适用条件,以及目前在国内外水利工程中的应用情况,并与其他几种常规闸门结构形式,包括弧形闸门、平板闸门、水力翻板门、橡胶坝等,进行了经济和安全可靠度对比.研究表明,Hydroplus是一种可用于中小型水库泄洪设施设计或改造的理想方案,具有广阔的应用前景.

天然河道分汊口闸段过流水流特性的试验研究

鉴于天然河道分汊口地形、水力条件复杂,流量分配不易控制,在实际工程中,拟建堰闸横向组合型拦河建筑物来调节侧汊流量。采用物理模型方法,在不同流量及闸门开度条件下,研究了新型拦河建筑物闸段过流对分汊河道水流特性的影响,利用经验公式对闸门流量系数进行了计算,并且与实测值进行比较。结果表明:闸段过流时侧汊分流比明显小于全断面过流,且闸门开度和来流流量均影响分流比大小。随闸门开度增大,侧汊分流比增大,且流量越小,增幅越大;当闸门开度相同时,流量越大,侧汊分流比越小。由于水力因素复杂性和拦河建筑物非对称性,拦河建筑物上游水位、流速分布不均,闸门开度相同,流量增大,上游水位最高点向闸段侧偏移;流量增大,闸门开度增大,上游流速峰值向闸段侧偏移;在总流量为3000m3·s-1附近,上游水位不随闸门开度变化。闸门开度一定时,流量越大,闸后消力池内Fr越大,消能效果越好。总流量为4600m3·s-1时,Fr在2.5～4.5之间,产生不稳定水跃;总流量为3000m3·s-1和1500m3·s-1时,Fr在1.0～1.7之间,产生波状水跃。利用三种现行公式计算的流量系数与实测值相比误差较大,现行公式对流量系数的影响因素考虑欠缺,本研究引入闸孔侧收缩系数ε对现行公式进行修正,该修正公式的计算值均在±10%误差范围内,结果较为精确。本试验结果不仅丰富了新型拦河建筑物附近的水流运动理论,也对河道整治、新型拦河建筑物设计等相关工程提供理论支撑。

整体式液压驱动堰门设计

针对电动堰门在安装和使用方面存在的问题,阐述了一种新型整体式液压驱动堰门的设计。

曲线型实用堰上弧形闸门的流量系数

通过曲线拟合的方法 ,重新得到了曲线型实用堰上弧形闸门的流量系数的计算公式 ,与现有公式比较 ,其计算简单 ,而且精度高 。

庙子头水电站两种堰型选择水闸断面模型试验研究

通过庙子头水电站两种堰型选择水闸断面模型试验研究 ,获得了宽顶堰与驼峰堰的泄流能力曲线和综合流量系数等试验成果。经综合比较分析表明 ,在平底泄水闸上做成较小的曲线型剖面堰型式的驼峰堰 ,可获得较宽顶堰大的流量系数 ,提高了泄水闸的泄流能力 ,从而可减少闸孔数目 。

旧实用堰闸改造加固施工仿真计算

探讨了一种简单实用的数值方法,可以模拟旧实用堰拆除时的应力释放和内力重分布,对旧闸改造加固的整个施工过程进行仿真计算,求出各施工阶段的地基反力以及结构的位移、应力和内力.

大源渡枢纽泄水闸堰前冲沙减淤试验研究

针对大源渡航电枢纽泄水闸堰前淤积导致的检修闸门不能正常使用这一问题,采用运行调度冲沙试验,分析泄水闸堰前冲沙效果,从而得出合理的冲沙减淤措施.试验结果表明:该枢纽实际运行过程中,通过泄水闸运行调度冲沙的方法,能够有效减少粒径小于4cm推移质泥沙引起的淤积;且隔孔开启泄水闸方式的冲沙效果比连续开启泄水闸方式的冲沙效果更好.