阿安引水洞消能模型试验研究

随着跨流域长隧洞引水工程的发展，洞内消能的研究也在进一步深化，南水北调西线一期工程中的阿安引水隧洞采用洞内消能工程。对阿安引水隧洞洞内消能工程的基本结构和尺寸的理论设计进行了水工模型试验研究，根据模型试验将原设计与修改方案的水流流态、流速和压强及消能效果进行对比，确定能使引水隧洞在各级引水流量下能安全可靠地运行的洞内消能工的体形和尺寸。     

三维数值模拟在孔板消能输水隧洞设计中的应用

另仂水库利用现有的导水洞布置输水隧洞,设计采用孔板消能形式降低输水隧洞内水流平均流速,避免高速水流对下游隧洞出口处河道的冲刷。孔板消能形式主要是利用水流流经突缩的孔板后又突然扩散,加强水流的紊动性,在孔板下游处产生强烈的湍流区域,消除水流大量动能。由此在洞内形成的二次流态具有明显的三维特征,采用RNGk-ε双方程湍流模型模拟隧洞内强湍流流态,并将模拟结果与经验公式计算结果及物理模型试验结果对比,探讨孔板消能设计的合理性和不同工况下隧洞内流态情况。     

长距离重力流输水系统水锤防护措施研究

针对长距离重力流输水系统中水锤防护问题,依据水锤计算的基本原理,建立水锤计算模型、出口阀门边界条件以及超压泄压阀边界条件,通过数值模拟计算,提供了该典型输水条件下的水锤防护思路。研究以某供水工程重力流部分为例,采用计算机模拟仿真,模拟了线性关阀、两阶段关阀以及联合超压泄压阀多种防护措施。结果显示通过优化关阀规律以及设置超压泄压阀能使工程安全运行。其结果以期为工程的水锤防护提供理论支撑。     

变水位条件下某无压水工隧洞的空化空蚀研究

空化是常见的水力学现象,空蚀破坏是常见的水力学问题,二者相互关联,严重危害过流建筑物的使用寿命和安全。无压水工隧洞作为重要的输水或泄水建筑物,确保其过流的连续性和安全性至关重要。以某具体输水工程为研究背景,采用物理模型试验和理论计算相结合的方法研究变水位条件下无压水工隧洞的空化和空蚀问题。通过研究,对隧洞的空化空蚀进行了科学的量化判断,并对无压水工隧洞局部边界的施工提出具体工程措施和建议,确保了无压水工隧洞在变水位条件下的输水的安全。     

突扩消能在高水头倒虹吸管中的应

高水头倒虹吸管是山区常见的输水建筑物，其管径大小通常由设计流量确定。在实际运行管理过程中，经常会碰到小于设计流量的工况，为避免倒虹吸管进口出现非淹没流态，应在管路合适位置设置闸门进行流量控制。本文通过试验研究，将突扩式消能运用于勐糯倒虹吸管，成功解决了小流量情况下的闸后消能，保证了工程的安全运行。     

弯曲河道上底流消能工布置试验研究

传统的底流消能工常布置在顺直河段,针对受实际条件限制必须在弯曲河道上布置底流消能工的技术难题,基于某水库工程的物理模型进行了试验对比研究。试验结果表明,所提出的主、辅两级消力池与导流消力墩这一消导结合的消能工结构在弯道段水流流态、消力池回流强度、弯道段坡脚冲刷强度等水力指标方面均优于传统直线型消力池布置方案和曲线型跌坎消力池布置方案,解决了弯曲河道段布置底流消能工的技术难题。     

导流隧洞出口小挑坎体型参数试验研究

采用物理模型试验方法,研究了设置于导流隧洞出口处的前置凸坎式连续挑流坎的体型参数,通过观测衔接流态、岸边流速、河床冲刷、上游水位等指标,重点对比了首部坎高与出口挑角两项体型参数。观测成果表明,首部坎高宜小于导流隧洞出口高度的10%,以减小坎高对上游水位的影响;出口挑角介于45°～60°之间,对衔接流态、河床冲刷等方面的改善明显。试验成果能为空间局促、常规消能设施布置受限、单宽流量大的山区河流导流隧洞出口消能设计提供参考。     

发电供水工程输水系统过渡过程数值模拟方法研究

为了实现水资源的综合利用,工程上常常从现有水电站的引水隧洞或压力管道取水,兼顾发电与供水的需求。本文以南水水库供水工程为例,针对兼有发电、供水特征的输水系统建立了数学模型,分析其在发电、供水以及发电+供水三种运行工况时,恒定流计算初始参数的调整方法和发电与供水两系统在非恒定流过渡过程中的相互影响,探索兼有发电、供水特征的输水系统过渡过程的模拟计算分析思路与方法,为类似发电供水工程输水系统过渡过程的分析计算提供借鉴。     

渠灌区半封闭式管道输水灌溉系统结构研究

介绍了渠灌区管道输水灌溉简况,提出了渠灌区半封闭式管道输水灌溉系统自水源、拦污栅、闸门、通气孔、管道、量水装置、安全与保护装置、分水减压池、浮子阀、田间给水栓等一整套工程解决方案,通过建设半封闭式管道输水灌溉示范工程和现场试验观测,验证了该种管道结构形式的适用性并取得了相关工程技术经验,为渠灌区开展自压管道输水灌溉工程提出了可供借鉴的技术模式。建议渠灌区宜采用中低压的自压管道输水灌溉系统,主干管宜采用开敞式结构,支管宜采用半封闭式结构,并应适时制定渠灌区管道输水灌溉工程技术规范。     

高扬程泵出口水流动力切断的过渡过程计算

根据水锤计算的特征线法，采用当量管道法和调整波速法的管路分段工艺，建立了长距离输水管路的水力过渡过程计算模型，对水柱分离及其在弥合现象的物理模型的研究，确保了补气阀节点处水锤压力数值模拟的实现。相关成果为供水工程泵系统压力管路安全防护措施的确立提供了有力的技术支持，运行实践表明：缓闭阀结合补气阀的防护措施安全可靠，满足工程运行的需要。     

齿墩状内消能工的消能及压力特性

输水管道或泄洪洞常见的内消能方式为孔板和洞塞,结合明渠水流中的消能工形式提出了齿墩状内消能工,并通过物理模型试验对不同面积收缩比的齿墩状内消能工进行了研究,分析了它们的过流能力、消能率、压强沿程变化及脉动压强特性.结果表明:齿墩状内消能工的过流能力主要是由消能工的体型及尺寸决定的,其面积收缩比越大,消能率越低,过流能力就越强;齿墩状内消能工的时均压强在收缩段骤降,在其后部逐渐上升,而后恢复至稳定,其恢复长度基本相同;齿墩状内消能工的脉动压强最大点均出现在收缩段后1倍圆管直径范围内,随后迅速减小,逐渐趋于平稳;面积收缩比为0.471 2的齿墩状消能工的脉动强度最小,因而其抗空化性能优于其他情况,且脉动压强最大点的压强概率密度分布接近正态分布.     

单口自动高速进排气阀的改造

1　进排气阀在供水管道中的作用( 1)积气对供水管道的影响。众所周知 ,供水管道在充水过程中 ,管道高程因位置不同而起伏变化 ,使管道隆起处产生大量的积气 ,这一特点在山丘区重力流输水管道中尤其明显。积气的存在将导致过流断面的减小和气蚀的产生 ,从而影响管道系统的正常运行和使用寿命。( 2 )负压对供水管道的影响。当管道供水主阀关闭时 ,流动的水将使阀后的管道产生一定的负压 ,特别是高差大的重力流输水管道 ,考虑水锤的影响 ,其瞬时最大负压值较大 ,由此导致管道缩裂而破坏。( 3)进排气阀的作用。根据输水管径和排气流量的大小 ,在…     

若干拦河闸下游河道水位降低的消能问题及改造研究

拦河闸下游河床下切、河道水位下降，会造成其下游消能工无法正常运行，需采取相应的工程措施解决。本文根据广东省流溪河大坳拦河闸、东江水利枢纽左河汊拦河闸、乌石拦河闸、潮州供水枢纽西溪拦河闸等四座拦河闸下游消能工除险加固的水力模型试验成果，介绍了拦河闸下游河道水位下降后的下游消能工改造优化方案及运行情况，供类似工程设计和运行参考。     

长距离有压管道输水系统的停泵水锤安全防护及优化

在长距离有压管道输水系统中,为了避免事故停泵水锤威胁输水系统的安全,有必要对有压管道中的水锤进行准确的模拟。根据水锤基本理论,基于特征线法对实际长距离输水工程发生事故停泵后的水力过渡过程进行计算分析,讨论了泵出口阀关闭程序,沿线设置的空气阀和调压塔等措施对水锤防护效果的影响,最后提出相应的优化建议。     

TVD格式数值模拟四通管阀门关闭特性研究

水击问题是管道输水中重要的安全问题,管网水击直接制约着管道输水技术的发展。正确进行四通管水击及其影响分析并采取适当控制措施对管网安全运行有重要意义。将TVD格式运用到四通管阀门关闭特性对水击过程影响的研究中,对其阀门关闭规律及组合关闭方式进行模拟,以期遴选出使得水击压力不影响管网安全运行的关阀模式。由模拟结果可以看出:两阶段直线关阀方式优于加速曲线和直线关闭方式,可操作性强,两阀门同时直线关闭方式优于一个或两个阀门瞬时关闭方式,产生水击压强最小且衰减最快,可分别作为保证四通管在瞬变工况下安全运行的阀门关闭模式和组合关阀方式,进而为四通管乃至管网在瞬变工况下的安全运行和管理提供理论依据和参考。     

长距离重力流输水系统的爆管过渡过程和阀门关闭规律的研究

由于爆管事故具有随机性、不可预知性,在长距离重力流输水系统中一般无法通过非破坏性试验直接测量爆管时的压力和流量变化过程。根据瞬变流理论,在输水管道的水锤基本方程上,引入爆管边界,建立爆管的水力学模型,并采用特征线法求解。通过假设在输水工程管线不同位置处发生爆管,比较不关阀和关阀两种条件下爆管后管线内的压力瞬变过程和爆管点漏损量的变化,结果表明通过合理选取爆管点上下游液控阀的关闭规律,能够明显减小爆管泄漏量,避免爆管后关阀操作不当可能诱发的二次水锤及次生危害。     

旁侧溢洪道消能新构思

阐述了双层散流工消能工的工作原理，水流特性和水力计算方法，该新型消能工吸收了国内外对撞消能、倒悬、扩散等异形鼻坎的优点，特别适合于狭窄河谷、水舌落水点难以控制及河道转弯等不利地形的下游消能防冲设计工程，该消能工与等宽挑流相比，冲刷深度可降低一个数量级，与斜切扩散坎等新型挑流消能工相比，仍可减少冲刷５０％，甚至可以做到不冲刷，关于双层散流式消能工的报导，国内外未见有关研究资料。     

水利部低压管道输水灌溉试验区发挥效益

为缓和北方农业用水资源的紧张状况,水利部从“六五”起把北方井灌区发展低压管道输水灌溉技术作为兴农的水利措施,列为重点科研项目,“七五”又结合试验研究进行了管道输水灌溉重点试验工程的建设。目前试验工程已有几处建成运行并开始发挥效益。     

圆管管壁弯矩的计算

圆筒形构件在工程实践中应用较广,如各种高压管道、水压机的工作缸、高压容器等。而钢筋混凝土圆形压力管道则是水利水电工程中常用的输水建筑物。由于它具有价廉、不怕摩损、耐腐蚀、管理维修简单、运行中糙率变化小等优点,目前它已被广泛地     

台江电站戽面流消能的水力设计

提出了适用于低佛氏数大流量水流的戽面流消能方式，为类似工程的消能提供了新的设计思路。并通过模型试验验证，设计计算成果与试验结果相符合，认为本工程中采用戽面流消能方式具有明显的经济性、实用性、合理性。