阳江核电水库溢洪道消能试验研究

阳江核电水库溢洪道上、下游落差大，受地形条件的限制，一、二级消力池之间由两段弯道组成，弯道内产生折冲水流和偏流，流态较复杂。本文对阳江核电水库溢洪道工程方案进行试验研究，将溢洪道闸墩改为宽尾墩，并在一级陡槽段槽面加设阶梯跌坎，再抬高二级陡槽段堰顶高程，使弯道调整段水深加大等，改善了溢洪道运行流态，妥善地解决了溢洪道泄流与下游河道水流衔接的问题。     

外凸型阶梯陡槽段水力特性试验研究

溢洪道陡槽段设置不连续的外凸型阶梯之后,可明显降低陡槽段流速,增大泄流的消能率,简化其下游消能设施。在水力模型试验的基础上,对陡坡段坡度1∶1和1∶1.5的外凸型阶梯陡槽段泄流流态进行观察和测试,对这两种坡度的外凸型阶梯陡槽段应用条件进行分析,提出了坡度为1∶1.5的外凸型阶梯陡槽段泄流水面掺气断面位置和水深的计算方法。应用本文成果和结合前期的研究成果,可将外凸型阶梯陡槽段泄流水面掺气断面位置和水深计算的坡度范围由1∶2~1∶6扩展为1∶1.5~1∶6,并可进一步计算出相应坡度水面掺气断面下游掺气水流区段的沿程水深和消能率。     

申庄水库溢洪道模型试验优化研究

由于弯道水流的复杂性，对于大中型水利工程弯道水流水力要素的确定最终还需结合水工模型试验确定。申庄水库溢洪道布置受地形条件限制，设计中泄槽设置了弯道和收缩段，下泄水流受其影响形成了不对称冲击波，两岸水深差悬殊，且影响鼻坎挑流消能。本文在分析前人研究成果的基础上，以山西省申庄水库溢洪道弯道水流为研究对象，通过水工模型试验，提出了在弯道末端布置横向挑流坎的方案，明显改善了水力条件，为工程改造设计提供了依据。     

蒿枝坝水库工程溢洪道侧堰水工模

结合蒿枝坝中型水库除险加固工程侧堰溢洪道水工模型试验研究，对侧堰溢洪道的泄流能力、堰面压力、水流流态、水面线等水力学特性进行了观测分析，比较了加大侧槽底坡与堰后加斜坡试验方案和加大侧槽底坡与侧槽左、右边加斜坡试验方案，推荐出堰后加斜坡试验方案，使流道内水深分布趋于均匀，过流能力得到提高。     

基于正交设计的糙条消能工评价方法

在新疆635溢洪道整治工程研究的基础上,基于正交设计原理,对溢洪道布置糙条消能工进行6因素3水平的正交试验,试验测得18种组合典型断面的瞬时流速和水深;通过对弯道微元化处理的方法,建立了质量离散系数C_m模型,并结合消能率η对试验结果进行了极差分析;考虑到建立导流效果评价方法的普适性,定义量纲一因子R_d和R_s,对布置参数与工程参数之间的相关性做了进一步分析.结果表明:质量离散系数C_m能够客观地反映糙条消能工的导流效果;就C_m指标影响程度而言,工程参数较布置参数的影响程度占主导地位,在实际工程中,工程参数的确定应充分考虑水流形态;由于R_d和R_s均是量纲一参数,因此在一般整流工程导流效果的评价方法上具有普适性.     

溢洪道陡槽加固措施中的齿墙计算方法

在水库工程加固设计中,溢洪道陡槽的稳定安全系数,有时达不到设计规范要求。目前对陡槽加固处理的措施通常是采用:①增加底板厚度,防止扬压力和水流产生的拖泄力将陡槽底板掀起;②在底板与基础之间加锚筋,防止扬压力和水流产生的拖泄力使底板下滑;③放缓陡槽坡度,增加陡槽的法向分力和减小水流下泄的拖泄力;     

院基寺水库新设取水口工程运行对溢洪道影响研究

武汉市北部黄陂区前川城区因城市发展需要,拟在院基寺水库增设取水口。由于工程选址在水库溢洪道附近,为分析取水口建成运行对溢洪道的影响,分别从工程建设前后溢洪道泄流能力变化和工程运行时溢洪道边坡渗流稳定两个方面进行研究,采用Flow3D软件对工程建设前后不同泄流工况的流场进行建模并对比分析,应用Geostudio软件选取2处不利断面进行了边坡渗流稳定分析,结果表明工程建设前后溢洪道泄流流量变化小于1%且工程对泄流流场影响可忽略不计;若发生管道渗漏,溢洪道边坡最大水力坡降在规范允许范围内,且工程建设对溢洪道边坡渗流稳定影响较小,研究成果可供类似工程应用参考。     

毛塘水库坝体加固工程设计简述

毛塘水库除险加固前存在坝体明显渗漏水现象,溢洪道出口无消能防冲设施,大坝截渗墙采用迎水侧黏土斜墙及复合土工膜相结合的方案。加固后,浸润线明显降低,渗漏量明显减少,防渗加固效果显著。溢洪道泄槽段及消力池段左岸靠山体一侧均采用C25砼挡土墙型式,右侧靠坝体一侧均采用C20砼重力式挡土墙型式,达到了水库工程除险加固的目的。     

寒山水库岸边式溢洪道进水渠导墙体型优化试验研究

进水渠作为溢洪道的重要组成部分,其内部水流流态对溢洪道泄流能力有重大影响。基于实际工程岸边式溢洪道模型,研究直线形、圆弧形、椭圆弧形导墙对进水渠内水流流态及闸室泄流能力影响,并通过改变导墙长短,分析导墙长度对其影响结果。试验结果表明:当岸边式进水渠临坝一侧未设置导墙时,靠近大坝闸孔内由于横流影响,出现剧烈旋滚现象,过流能力大大减小;在临坝一侧增设导墙后,由于横流消失,进闸水流流态有了较大改善,闸室泄流能力有不同程度提高,导墙长度越长对水流流态调整作用越明显;其中增设长短轴黄金分割比椭圆曲线导墙方案对进水渠水流流态的调整及溢洪道泄流能力提高最为明显。     

糙条消减弯段溢洪道水流能量试验研究

为研究糙条消能工对弯道水流能量的消减过程,利用模型试验结合数值模拟方法对溢洪道模型进行研究,采用水能耗散率、流速均匀度、主流区位置作为评价溢洪道流态改善效果的指标,结果表明,糙条的置入可以消减水流能量,同时降低下游流速,增加下游水深;糙条使纵向流速沿横断面趋向均匀分布,缩短弯道出口直段调整距离;糙条将偏向凸岸的主流区引导至溢洪道轴线,抑制冲击波在弯道内形成。     

溢洪道陡坡收缩段边墙水深计算和研究

受溢洪道地形、地质和水力条件等影响和要求,往往需要在溢洪道陡坡段上设置收缩段,直至其下游出口断面形成窄缝式挑坎。根据急流冲击波理论,对溢洪道陡坡段收缩的窄缝挑坎段边墙沿程水深计算方法进行分析和探讨,计算中考虑了陡坡段边墙转角、坡度和激震水跃段水体重量等因素,提出了溢洪道陡坡收缩段边墙沿程水深的初步计算方法。计算方法得到了水力模型试验的验证,成果可供溢洪道陡坡收缩段的窄缝挑坎边墙沿程水深计算参考。     

土石坝坝体溢洪道泄槽水面线若干

通过试验研究对土石坝坝体溢洪道采用曲线型堰的泄槽水面线起算水深进行了观测，发现圆弧曲线堰及翼型堰的起算水深均小于0.7倍临界水深hk。 利用已有的试验资料分析了泄槽设置掺气挑坎后对水面线产生的扰动影响。分析结果表明,由于掺气挑坎对水流的扰动和挑流作用 ，使得泄槽内的水深增大；掺气挑坎对水面线的影响程度与流速、掺气挑坎的体型等因素有关；当泄槽内设置多道掺气槽时，上一级掺气挑坎的体型对下一级掺气挑坎处的水深也有一定的影响。     

侧槽底坡变化对侧堰淹没度影响研究

侧槽设计时,应保证侧堰为自由出流,亦即需要按照校核流量进行槽首断面水深计算。通过数值模拟,研究侧槽底坡变化对槽首淹没的影响。成果表明：(1)在不同底坡条件下,侧堰过流能力的增幅均出现先增大后减小的情况;(2)在所研究的纵坡变化范围内,均可通过增大侧堰长度（槽首、槽末高差不变）,减小侧槽底坡的方式避免侧堰被淹没。限于地质条件,槽首底板高差难以降低时,可通过增加顺等高线布置的侧堰长度来保证其过流不出现淹没,适当提高侧槽溢洪道的超泄能力。     

溪洛渡水电站泄洪洞脉动特性试验研究

：溪洛渡水电站泄洪洞是目前国内最大规模的泄洪隧洞。通过模型试验,研究了溪洛渡3＃泄洪洞的脉动特性。研究结果表明：泄洪洞沿程脉动压力偏离正态分布,龙落尾下游泄槽多数测点的脉动压力为正偏。根据脉动压力时域特性的研究,脉动压力幅值可选为脉动压力均方根的3~4倍。龙落尾下游泄槽非冲击区底板各测点脉动压力系数不超过1.6%。压力隧洞在明满流过渡工况,洞内水流压力呈周期性变化,压力波动的幅度与压力隧洞洞顶气团的大小成正比,同时洞顶存在负压区。     

山丘区自压输水管道水锤防护措施研究

【目的】避免山丘区自压输水管道因水锤而遭受破坏,保障管道的安全运行。【方法】针对山丘区地势起伏的自压输水管道中水锤现象正负压较大的特点,以陕西省千阳县一自压输水管道工程为例,依据水锤基本计算理论,采用倾斜直管和拟合等效短直管相结合的数值模拟方法,分别模拟各个驼峰断面设置进排气阀和末端控制阀门断面前设置超压泄压阀的防护效果,对计算模拟结果进行分析,确定水锤防护措施及具体位置。【结果】在无水锤防护措施的情况下,管道末端控制阀门快速关闭时管道内沿管线产生明显负压,最大负压水头达到-20.06 m,管道末端控制阀门断面处正压最大,正压水头达到87.58 m;合理设置水锤防护措施后,管线全程无负压,全程正压最大水头为70.88 m,未超过管道允许的最大压力。【结论】对于山丘区自压输水管道,采用进排气阀和超压泄压阀联合防护水锤的方法,可以有效缓解水锤现象的发生,保证管道内的压力在设计压力允许范围内。     

液压开槽机连续槽法造墙施工技术问题及对策

液压开槽机连续槽法造墙技术是目前国内领先的一项基础防渗新技术 ,该技术方法在开槽和砼墙体浇筑二大环节施工中容易出现弯道施工、槽壁坍塌、导管堵塞、隔离体漏浆、墙段连接等问题。对此进行了针对性剖析 ,并提出了相应的措施与对策。     

两种双腔串联压电泵结构设计与性能比较

为研究结构形式对双腔串联压电泵输出性能的影响,根据其工作原理,设计了有导流槽和无导流槽两种结构形式的双腔串联有阀压电泵,并加工制造了试验样机,分别以水和空气为介质进行输出性能比较试验．试验结果表明,在110V正弦交流电驱动下,有导流槽结构的双腔串联压电泵流量输出性能更好,输出的最大液体和气体流量分别为1100和650mL／min,但容易在导流槽内残留气泡;两者压力输出性能整体上比较接近,最大输出压力可达100kPa;无导流槽的双腔串联压电泵整体自吸性能更好,最大自吸高度为45cm水柱．     

泄槽菱形冲击波水力特性的试验研究

急流冲击波是溢洪道泄槽中常见的一种水流现象。初步探讨了菱形冲击波的生成机理,通过模型试验给出了泄槽菱形冲击波内水面线的变化规律,并应用水力学理论给出了菱形波波高、波角及波长的计算方法,在边墙偏转角、泄槽宽度确定的条件下,波高、波角、波长的大小取决于波前弗汝德数Fr1。试验验证结果,与试验条件基本一致的情况下,当Fr1≥2.9时,计算公式可以用于实际工程计算,这对于优化泄槽边墙高度有重要参考价值。     

泵站侧向进水引河段三维紊流数值模拟

受侧向进水的弯道水流特征的影响,侧向引河段内会产生大尺度回流.对侧向引河段的回流流动,以及为消除这种回流而采用的＂底坎＋Y形导流墩＂的组合整流措施后的流动,分别进行了数值模拟,并获得了侧向引河段的三维全流场.结果表明,这种复式导流措施有效地消除了侧向引河段内的回流,改善了引河段出口（进水流道或进水池进口）的流速分布.在进水流道进口前10cm断面处,流速分布均匀度达到84.43%;当底坎坎高取正常水深的0.30~0.45倍时,能获得较好的整流效果;Y形导流墩使流动对称性显著改善,涡流回旋强度减小,为后续的整流提供了有效的先期结果.经与试验结果对比,CFD数值模拟的计算结果与模型试验的结果是一致的,说明计算结果可信.     

改善弯道急流流态的试验研究

在泄水工程布置时，因受地形条件限制，急流弯道往往难以避免。水流进入弯道后将做曲线运动，在离心惯性力和重力的共同作用下，水流流态变得异常复杂。因此弯道急流的改善问题是实际工程中需要解决的具体问题。针对马家岩水库放空洞末端弯道水流情况，结合水工模型试验，提出了在弯道底部设置导流坎和在边壁设置导向翼的两种工程措施，并进行了试验分析比较。两者对减小弯道水面横比降、改善水流流态均有较好效果。特别是改善了弯道出口断面的水舌厚度和流速横向分布的均匀性，保证了末端挑流消能的稳定性和安全性。