低水头大流量倒虹吸进口掺气及通气孔设置问题研究

通过南水北调中线工程淇河渠道倒虹吸模型试验 ,对低水头大流量倒虹吸进口掺气及通气孔设置问题进行了研究 ,结果表明 :无论控制闸宜设在上游或下游 ,不存在进口水跃问题 ,上游设闸控制虽有掺气问题 ,但是量小无害 ,因此 ,低水头大流量倒虹吸管进口不需要设置通气孔。该项研究成果可以在南水北调中线工程和平原地区倒虹吸管设计与运用中推广应用     

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。     

大型渠道倒虹吸设计探讨

针对大型渠道倒虹吸流量大、水头紧等特点，根据实际情况分别对进出水口渐变段进行了优化设计，以减少其水头损失。同时对进水口前池、底部高程、闸墩、胸墙、控制水闸的布置以及管身形式提出了合理的设计意见     

南水北调倒虹弯管局部阻力设计方法研究

首先论述了倒虹弯管局部阻力产生的机理，其次对弯管局部阻力进行了深入系统的分析和试验研究，最后得出如何结论：对于缓弯管，以Ｒ／Ｄ＝２为宜；在弯转角不大时折弯局部水头损失并不比缓弯大，并通过模型试验对这一结论进行了验证。结论对南水北调中线工程和平原地区的低水头大流量倒虹工程弯道设计具有重要的应用价值。     

南水北调倒虹弯管局部阻力设计方法研究

首先论述了倒虹弯管局部阻力产生的机理 ,其次对弯管局部阻力进行了深入系统的分析和试验研究 ,最后得出如下结论 :对于缓弯管 ,以 R/ D=2为宜 ;在弯转角不大时折弯局部水头损失并不比缓弯大 ,并通过模型试验对这一结论进行了验证。结论对南水北调中线工程和平原地区的低水头大流量倒虹工程弯管设计具有重要的应用价值。     

对支渠流量实现计算机控制的原理与方法

为了实现多级提灌工程中支渠流量的计算机控制,提高渠系水利用系数,在分析闸孔出流水力计算的基础上,得出了闸孔出水流量与闸门开度、闸前水头调节控制的计算机监控数学模型,并提出了实现闸前水头监测转换和闸门开度调节控制的具体方法     

倒虹吸进口处的水壅水跌及进口管内水跃处理

分析了在通过比设计流量大和小的流量时倒虹吸进口分别发生水壅和水跌的原理，推出了最大流量和最小流量时水壅水跌的大小。对最小流量情况下进口水面跌落在管内形成的水跃对管道的影响及为消除水跃而采取的工程处理措施进行了定性和定量的论述。对倒虹吸进出口设计具有普遍的指导作用。     

南水北调跨安阳河倒虹吸工程对河道的影响

南水北调中线工程总干渠沿程需修建多座跨河建筑物,这些建筑物穿越河道时,会造成河道河势变化,可能带来不利的影响。通过物理模型、数学模型等技术手段,分析研究工程对河势的影响是十分必要的,针对南水北调中线跨安阳河倒虹吸工程,研究了工程实施后对安阳河河势、冲淤变化等方面带来的影响,提出倒虹吸工程的优化设计方案。     

倒虹吸进口处的水雍水迭及进口管内水跃处理

分析了在通过比设计流量大和小的流量时倒虹吸进口分别发生水壅和水跌的原理,推出了最大流量和最小流量时水壅水跌的大小。对最小流量情况下进口水面跌落在管内形成的水跃对管道的影响及为消除水跃而采取的工程处理措施进行了定性和定量的论述。对倒虹吸进出口设计具有普遍的指导作用。     

修山水闸消能防冲试验研究

修山水利枢纽座落于平原地区,具有典型的低水头、大流量的特点。其闸下河床抗冲能力较低,闸下消能防冲是工程重点解决的问题。该水闸根据下游地质情况分设消力池段和护坦段,将通过水工模型试验修正两种闸段布置数目并根据来流量拟定水闸调度运行方案,通过闸门的调度控制,减小下泄单宽流量以较好的解决闸下消能防冲问题。     

文丘里管流动特性的实验研究

针对文丘里流量计在低流量时测量不准的实际问题，对文丘里管的流动特性进行了实验研究，定量地测出了文丘里管进口及喉道断面的测压管水头差Δh与实际流量Q实。对所测的实验数据进行计算整理、回归分析，获得了测压管水头差Δh与实际流量之间的关系图和经验函数关系式，文丘里流量系数与雷诺数之间的关系图，并指出了有关公式的适用范围。     

陶岔闸渠岸滑坡治理

陶岔闸是中线南水北调工程的渠首闸。1990年春，在闸上游左岸翼墙段，渠岸发生了大滑坡，该滑坡高12.5m、宽60m、坡长近60m、面积约3600m2，估算滑体总方量为12600m3。对此，采用削坡卸重、妥善处理滑体表层及底部排水、设置桩拱支挡及在滑面上设置销子桩的办法进行处理。     

坡度对虹吸管路气液两相流动水力特性影响试验研究

通过系列试验观察了安装高度为6 m时不同坡度及不同水头差下中行管路倾斜布置的虹吸管内的气液两相流现象及气液两相流流型,并量测了倾斜管路内典型环形掺气电极处含气率的大小。通过实验发现,在正、逆坡管路中,随着坡度的增大,管内伪空化现象逐渐减弱,管内气泡和气囊的大小和数量逐渐减小;虹吸管内的流型与中行管路的布置方式(正坡、逆坡)及坡度的大小无关,坡度的改变仅对逆坡管路能否稳定虹吸产生影响;坡度的逐渐增大使得管内最大含气率及平均含气率均逐渐减小。     

广东低水头水电的开发

广东省小水电能源可开发容量为400万kw，现已开发190万kW。这些已开发的电站，大多数为中高水头电站，而未开发的电站，多数为低水头电站。对于低水头小水电站应注意如下几个问题。1坝址的选择坝址宜选择在较开阔的河段上，以利于枢纽建筑物的布置及施工导流的方便。低水头电站一般上游集水面积大，施工导流流量也大，电站常常布置成河床式。此种布置方式必须考虑枢纽布置所要求的河床宽度及施工导流是否方便。如乳源县官溪电站。上游集水面积839km2，施工导流流量为730m3／s。而坝址却选择在河面宽只有60m的狭谷中。该方案需在坝轴线上布…     

水库自压供水首部设计的若干问题

为了搞好水库自压供水系统首部设计，首先分析了几种引水工程式的优缺点(从水库放水洞引水、破坝引水和虹吸引水)，再从取水头部的设计、引水管道的计算、引水口安装高度、虹吸管引水系统计算等方面阐述了应注意的问题。最后，介绍了3个设计应用实例。     

田间配套护坡式一字闸的水力特性

通过水力学试验，初步得到了田间配套护坡式一字闸在薄壁堰流情况下流量系数，侧收缩系数和淹没系数的计算公式，通过对一字闸下游设置等二道门进行流量量测的试验研究，得到了一字闸孔口出流的流量系统，并找到了精确量测流量的控制条件。     

串联倒虹吸渠系的P＋PR控制

渠系中串联倒虹吸后引起水流的改变，影响了渠系的动行状态。利用圣维南方程组的特征线法、闸门同步操作技术P＋PR（比例＋比例复位）算法，建立了串联倒虹吸渠系的控制模型，并对编程对控制过程进行适时模拟。模拟结果表明：该模型在较大的流量变化条件下，运行稳定、响应速度快、过渡时间短、超调量小。     

南水北调中线工程特大型预应力矩

针对南水北调中线工程流量大、水头损失小、跨度大、荷载大的超大型渡槽结构,建议使用预应力结构,提出了钢绞线的布置情况和模拟技术,并采用有限元技术进行三维空间计算,比较渡槽施加预应力前后的受力特性。计算表明：超大型渡槽具有明显的三维受力性能,使用一般平面梁板结构模型受力不明确;使用预应力技术可以满足抗渗抗裂要求。     

南水北调中线渠首前馈控制方案快速计算分析

明渠调水工程中为适时适量的满足下游用水需求,需要提前制定控制方案。前馈控制方案的设计往往较为复杂,且影响因素众多,调度人员难以快速做出决策。基于蓄量补偿法对南水北调中线工程刁河节制闸至十二里河节制闸段作前馈控制,基于蓄量补偿计算结果,分析了初始流量、分水流量与前馈控制时间的关系,构建了单、双变量的前馈控制时间快速计算公式。探究了不同因素对蓄量补偿控制下游水位偏差的影响,得到初始流量、分水流量与下游水位最大偏差之间的函数关系式。针对工程运行中的极端工况,原蓄量补偿控制的下游水位偏差过大的问题,采用二次蓄量补偿规则对渠池进行前馈控制,有效减小了下游水位偏差。     

南水北调中线工程特大型预应力矩形渡槽的有限元计算

针对南水北调中线工程流量大、水头损失小、跨度大、荷载大的超大型渡槽结构,建议使用预应力结构,提出了钢绞线的布置情况和模拟技术,并采用有限元技术进行三维空间计算,比较渡槽施加预应力前后的受力特性.计算表明:超大型渡槽具有明显的三维受力性能,使用一般平面梁板结构模型受力不明确,使用预应力技术可以满足抗渗抗裂要求.