长江科学院水力学研究所组织召开国家重点研发计划课题研究进展会议

为保证国家重点研发计划课题＂枢纽泄洪运行安全实时调控技术＂顺利实施,课题负责单位长江科学院水力学研究所于3月2日在武汉组织召开了＂课题研究进展第一次会议＂。

安哥拉卡卡水电站项目业主Barros总裁一行莅临长江科学院水力学研究所参观指导

2016年12月7日，在长江勘测规划设计研究院谢向荣副院长、黄艳副总工程师和熊泽斌副总工程师的陪同下，安哥拉卡卡水电站项目业主安哥拉能源部宽扎河流域委员会（GKMEK）总裁Barros率卡卡水电站总承包方中国葛洲坝集团公司和安哥拉NIARA公司的代表一行莅临长江科学院水力学研究所，参观了卡卡水电站施工导流水工整体模型，并听取了项目负责人的汇报。长江科学院科研计室主任姜治兵等参加了接待。

三峡集团公司领导和专家莅临长江科学院参观指导乌东德水电站5~#导流洞改建体型模型试验

2017年9月6日上午,三峡集团公司总工程师陈文斌、乌东德水电站工程建设部主任杨宗立、特邀专家中国工程院院士郑守仁等一行30余人,莅临长江科学院沌口科研基地,参观指导了长江科学院水力学研究所承担的乌东德水电站5~#导流洞改建体型优化方案模型试验。水力学研究所所长黄国兵、副所长周赤,该所高速水流及通航室主任姜伯乐等接待并陪同。

长江科学院承担的湖北省创新群体项目顺利通过湖北省科技厅中期考核

湖北省创新群体项目用于培养造就具有创新能力的人才团队，持续支持以优秀中青年科学家为学术带头人和骨干的研究群体，围绕某一重要研究方向开展前瞻性、交叉性的应用基础研究。

长江科学院派员参加“金沙江向家坝水电站2015年泄洪建筑物运行专题总结会”

2015年12月10日,中国长江三峡集团公司向家坝工程建设部在工地现场组织召开”金沙江向家坝水电站2015年泄洪建筑物运行专题总结会”,会议旨在总结2015年度泄洪消能建筑物运行调度情况和泄洪水力特性，确定下一步消力池和泄洪流道检修工作安排。

三峡大坝泄水建筑物水力学原型观测与分析

三峡大坝泄水建筑物具有下泄流量大(102 500 m3/s)、泄洪落差大(97.3 m)、孔口数量多(22个表孔和23个深孔)、运行水头高(90 m)、库水位变幅大(135~180 m)等特点,其泄洪运行备受关注。采用现场原型观测手段,2003年以来历时十余年,系统观测了深孔135 m、156 m、172 m和表孔162 m、172 m特征库水位泄洪消能水动力特性,重点考察了水流流态、动水压强、水流流速、水流空化噪声、通气风速、水流掺气浓度、坝下冲刷等参数,获得了宝贵的原型系列观测数据,并与模型试验成果对比分析补充完善。观测显示,泄水建筑物过流面虽有初生空化信号但未见空蚀和泥沙磨损破坏,坝下消能区冲坑最深点高程20.8 m,折算其上游坡比1∶6,表明三峡大坝泄水建筑物布置总体是成功的。

大型分层取水电站进口水力学研究进展

电站分层取水是近年学术研究和工程实施热点,目前大型分层取水电站多采用叠梁门方式。基于此,介绍了国内外分层取水电站进水口研究现状,并对今后研究方向提出建议:①鉴于叠梁门分层取水方式显著增加进口段水头损失(1～2 m),应探索减小水头损失的叠梁门布置与体型;②考虑到水库温度分层对水流黏滞性影响较大,应开发完善包含水流黏滞性变量的数值模型,从而使进口流场流速模拟和下泄水温预测精度更高;③随着大型分层取水电站不断兴建并投入运用,建议逐步开展相应的原型观测研究,以便后续工程参考借鉴。

南水北调中线工程主要水力学问题研究

南水北调中线工程线路长、控制建筑物多,沿线地质条件复杂、地理环境和气候条件差异较大,其工程设计、建设及运行过程中的水力学问题突出且技术难度大。长江科学院经过几十年的系统研究,取得了丰硕的研究成果并成功运用于工程中。对其中的总干渠渠道糙率问题、节制闸流量计算公式、穿黄隧洞布置形式及水力特性、突发事件下渠道应急调度、冬季冰期输水等几个主要方面的水力学研究成果进行了阐述和总结,可为中线工程运行调度提供技术支持及供类似工程设计借鉴。

兴隆船闸关键水力学问题研究

兴隆船闸采用短廊道输水系统,属集中输水系统布置中的中高水头船闸.船闸规模及一次充泄水水体大,输水时间短,水力指标要求高.对于输水系统出口设置在闸首的船闸,其充、泄水系统出口布置型式以及输水阀门的运行方式直接影响过闸船舶安全.通过1∶30兴隆船闸整体模型,对过闸船舶停泊条件等关键水力学问题进行了专题研究.通过研究提出了能够满足充泄水时间和停泊条件要求的输水阀门运行方式及输水系统布置型式,为兴隆船闸设计提供了科学依据,并可作为其他短廊道输水系统船闸设计参考.

水电站引航道透空式隔流堤水力学试验研究

水电站引航道隔流堤采用透空型式,虽可调整航道口门区的流速分布,改善不良流态,但也会对引航道停泊段的水流条件产生不利影响。结合构皮滩水电站工程实际,采用水工模型试验和船模试验的方法,对构皮滩水电站下游引航道隔流堤不同透空形式的水力学特性进行了研究。结果表明:在透水通道平面角度45°,透水通道9个,透水面积75.6 m2时,下游引航道停泊段及口门区的水流条件均满足通航要求。对类似工程具有参考借鉴作用。

亭子口水利枢纽水力学模型试验研究

亭子口水利枢纽具有泄洪落差与泄洪单宽流量均较大、建筑物布置相对比较集中、下游河势复杂等特点。通过水工断面模型试验,对表、底孔体型及消能工进行优化,推荐表孔采用宽尾墩消力池联合消能型式,底孔采用突扩跌坎型式,并经过整体模型试验验证,其泄洪消能均能满足设计要求;通过在水工整体模型上对下游引航道左右岸线及河床的整治、隔流堤长度和堤头偏角调整等方面影响因素的比较优化,提出了可行的布置方案。

向家坝大型导流底孔封堵闸门水力学试验研究

向家坝枢纽导流底孔属临时建筑,用后封堵。但闸门尺寸大、水头高,若采用固定卷扬机启闭,启闭设备的容量和自重均较大,建造较为困难;若采用液压张紧提升系统启闭,此项技术又从未用于水工闸门的启闭操作,且闸门在启闭过程中经历的水力条件较为复杂。为了弄清在两种不同启闭方式过程中闸门水力学条件的变化情况,通过导流底孔封堵闸门水力学模型试验,进行了两个启闭方案下底孔内流态、压力特性以及闸门启闭力的对比试验研究。结果表明,采用液压提升系统和固定卷扬机系统进行导流洞封堵的方案均可行;推荐了与不同启闭设备方案相适应的导流底孔体形。但考虑到液压张紧提升系统方案在经济性、工期和缆机资源占用等方面的优势,建议设计采用该启闭系统方案。

三峡永久船闸抽水调试期水力学原型观测

介绍了三峡永久船闸抽水调试阶段水力学监测的部分成果,并与模型值进行了比较。资料分析结果表明:闸室输水系统输水效率高,输水时间原型较模型缩短17.6%,最大流量较模型增大32%,流量系数较模型增大34.6%。控制超灌(泄)操作方式可行;阀门、人字门启闭力均小于设计值;阀门接近全开至全开后,输水廊道第一分流口有空化现象。

大藤峡船闸关键水力学问题研究

大藤峡船闸闸室有效尺寸为280 m×34 m,最高通航水头为40. 25 m,是世界上首个水头超过40 m的大型超高水头单级船闸。单级船闸的特性以及闸室规模、工作水头和输水时间要求决定了其单次输水水体、输水最大流量以及进入闸室的能量,超过闸室尺度相近的三峡多级船闸,借鉴三峡船闸输水系统体型的初设方案闸室内船舶停泊条件问题突出。为此开展了1∶30比尺船闸整体模型试验,结合减压及局部模型试验与数模计算,通过输水系统体型创新、输水系统阻力及阻力分配调整和阀门运行方式优选,解决了大藤峡船闸闸室内船舶停泊条件及输水系统水流空化等关键水力学问题。研究获得的新型自分流全闸室出水输水系统布置型式,很好地解决了闸室高效输水和船舶停泊安全问题,显著拓展了等惯性输水系统对水头的适应性,其成果可供超高水头大型船闸设计借鉴。

船闸水力学研究方法论

为进一步拓宽船闸水力学研究的思维方式,在总结已有研究成果的基础上,介绍了船闸水力学研究的目的、方法和准确把握优化研究方向的思维方式;阐述了通过能力、船舶航行/停泊安全与船闸输水系统安全三者在船闸水力学研究中的辩证统一关系。研究提出:船舶安全高效过闸优化研究过程,是一个从全局着眼对各种问题和矛盾渐进让步和协调的过程,是在厘清矛盾主次、明确目的后遵循水流自身规律因势利导、跳出惯性思维陷阱的创新过程。结合大藤峡船闸水力学研究成果,对船闸水力学研究方法论进行了解析,可为后续船闸水力学研究者提供参考。

水布垭水利枢纽放空洞水力学试验研究

水布垭枢纽放空洞主要承担水布垭工程施工期后期导流及完建后大坝检修时放空水库的任务。它具有水头高、流速大、运行时间长、水位变幅大等特点。借助系列水工模型试验对水布垭放空洞的泄流能力、压力特性及关键部位的空化特性、闸门启闭力、出口鼻坎消能工体型及下游冲刷等进行了较深入的研究、分析。提出了一种新型消能工———双曲差动异型鼻坎,该鼻坎有良好的消能效果。在工作闸门区突扩跌坎处,选择合适的体型及通气设施并严格控制表面不平整度,可达到防止或减小空化的目的。

城市河道水体复氧修复的水力学方法研究

目前,我国城市河流已不同程度受到污染,河道曝气复氧对消除水体黑臭的良好效果,已被实验室试验与河道曝气试验所证实。通过分析几种典型的城市河道水体复氧修复的水力学方法,提出根据河流不同的特点,采用不同形式水工建筑物、水土建筑物进行溢流坝面加糙、接触氧化透水堤、跌水曝气充氧等水力学方法对城市河道水体进行复氧修复。

三峡船闸关键水力学问题研究

三峡船闸工程规模、设计水头、水位变幅和水力指标都达到或超过了国内外已建船闸的最高水平,对船闸输水系统和输水阀门工作带来了极大的挑战。从三峡工程可行性论证阶段起至船闸完建,进行的水力学专题研究,解决了一系列关键技术问题,为船闸设计和施工提供了科学依据。

乌东德水电站主要水力学问题研究

乌东德水电站具有河谷狭窄、岸坡陡峻、泄洪流量大、水头高、河床覆盖层深厚等特点,坝址处上下游冲沟发育,泄洪建筑物布置受较大局限,其工程设计和施工过程中的水力学问题突出且技术难度大。通过系列比尺的水力学模型试验及数值分析计算等,对工程枢纽布置及泄洪消能、泄洪雾化、施工导截流、电站分层取水等几个主要方面的水力学问题进行了系统研究和攻关,解决了其存在的多个重大技术难题,为工程设计提供了重要的科技支撑。阐述的主要研究成果可供类似工程设计参考借鉴。

丹江口工程大坝加高后的几个水力学问题

依托1∶100水工模型试验成果,重点介绍了丹江口大坝加高后的几个水力学问题如泄流能力、坝面压力特性、河床局部冲刷、下游河道流速流态、泄洪对电厂及航运的影响等。研究显示：大坝加高后泄流能力可满足设计要求,坝下河床冲刷加重,挑距加远,设计洪水22 300 m^3/s时坝下冲坑最低点高程为43.0 m,各级泄量冲坑上游坡均缓于临界坡,也略缓于初期工程同级流量冲坑的上游坡;坝下600 m以内为护岸工程重点防护段,岸边流速为5.8～9.8 m/s;泄洪对丹江口电厂影响较小,对自备电站不利影响较为显著;最大通航流量6 200 m^3/s时下游引航道口门区流态复杂,水流较混乱。