某大坝导流底孔泄水流态优化研究

深淹没底孔泄洪时由于相邻底孔泄洪闸出水口存在横向间隙极易引起高速出闸水流呈大角度交汇、碰撞、引起持续性不良水翅,影响底孔泄流能力以及下游水流流态。结合工程实例利用物理模型针对该问题在泄洪闸下游出口分别布置椭圆形隔墩以及楔形隔墩,并对比泄洪闸水流流态以及下游明渠内沿程断面水深及流速。试验表明:楔形隔墩有利于改善相邻闸室阿高速出闸水流表中底层交汇、调整明渠进水口流层分布,其既满足导流设计要求、维持上游原有围堰设计结构、避免设计变更,又能有效地改善下游明渠内水流流态,使明渠内下泄水流横向分布更加均匀、消除折冲水流。     

南水北调兴隆水利枢纽导流工程水毁原因分析及处理

南水北调兴隆水利枢纽是南水北调中线工程唯一一座新建大型河川枢纽.坝址区地质构造上部为30 m左右的粉细砂,下部为30 m左右的砾卵石,底部为泥岩和砂岩,覆盖层厚达60余m,透水性强,抗冲刷能力较低.本工程采用分期导流方式.一期围右岸,在围堰围护下,进行右侧泄水闸、电站厂房及船闸等主体工程施工,导流明渠及左岸高漫滩过流,明渠通航;二期采用土石坝体直接截断明渠,进行过水土坝的施工,由已完建的泄水闸泄流,船闸通航.导流工程的安全运行是本工程成败的关键,阐述了导流工程投入运行情况和防洪度汛情况,总结了防洪度汛经验、分析了导流工程存在的问题及改进措施,为导流工程设计、运行提供了参考意见.     

基于CFD的闸站结合布置优化设计与研究

闸站结合布置方式结构复杂,泵站运行时前池易存在不良流态,降低泵站运行效率。以安徽某闸站结合工程为例,采用计算流体力学(CFD)对该工程进行模拟分析,研究其闸站工程布置的合理性和船舶通航的安全性以及改进优化方案。结果表明,原设计方案下的导流墩过短,导致斜流和回流的产生。针对原设计方案存在的不足,采取了2种导流墩优化方案,对2种优化方案改进的结果进行对比,发现仅对导流墩进行延长时,能减小前池内的回旋范围,降低通航的轴向速度,但横向速度的改善并不明显。而在导流墩延长的基础上,对导流墩进行开孔,能够降低通航的横向速度,保证闸站的稳定运行和安全通航。     

导流墩布置形式对泵站前池流态影响分析

以湖北省咸宁市嘉鱼余码头第二泵站为研究对象,采用RNG k-ε湍流模型和VOF多相流模型数值模拟方法,对无导流墩、布置直线导流墩和布置曲线导流墩3种情况下的泵站前池的流场做了仿真计算及对应的缩比水工模型试验。数值结果表明3种导流墩布置形式中,曲线导流墩对来流的导向效果较好,可以明显消除位于引水渠外侧的循环回流,同时对来流的阻碍作用较小,有利于改善泵站的取水条件。水工模型试验的结果与数值仿真结果相似度较高,验证了数值模拟结果和结论的可靠性。     

基于数值模拟的闸站结合布置优化设计

平原闸站枢纽工程采用水闸泵站结合布置方式,具有布置紧凑、占地少等优点,但同时亦存在局部回流和强横流等不利流态.选取新沟河延伸拓浚工程遥观北枢纽闸站结合布置方案为例,采用二维水流数模计算方法,对闸站结合布置进行优化设计,论证闸站工程总体布置的合理性以及船舶通航的安全性,并提出优化方案.研究结果表明：为了减轻偏流等不利流态及满足通航要求,闸、站上下游以导流墙（导航墙）相隔是合适的,导流墙的设置可使回流区上移,且导流墙长度的增加可降低横流区横向流速;闸站结合布置形式中,泵站进水侧布置清污机桥,一方面可清除污物,提高泵站效率和机组运行的稳定性,另一方面,清污机墩可改善站前水流流态.研究成果可为类似工程设计提供参考依据.     

侧向泵站进水前池流态数值计算与优化

为了优化侧向泵站进水前池流态，消除不良流态对水泵吸水的影响，采用数值计算对某泵站进水池流态进行了分析，在此基础上提出了在进水池进口处布置不同尺寸导流栅的整流方案，分析了整流后的进水池流态。通过结果可知，布置导流栅后达到了相应的整流效果，能让流束通过导流栅格栅较为平顺流入进水池内，改善1～4号进水池内的偏流现象，给水泵创造良好的吸水条件。综合比较各方案计算结果知“3+2”型组合布置形式可使得5个进水池流速不均匀系数趋于稳定，并且与原方案相比流速不均匀系数均有所降低，整流效果明显。     

用宽深系数计算渠道过水断面

在明渠均匀流计算公式?中,明渠的边坡系数m、糙率系数n和底坡i值,根据明渠的地形、地质、护面材料、施工条件和水流泥沙含量等可以预先确定,流量Q根据明渠所担负的任务来确定,而明渠的过水断面则需通过计算确定.我们利用宽深系数α=b/h作矩形、梯形明渠均匀流水力计算,比较简便.仍用明渠均匀流公式计算其断面:     

棉花滩水电站施工导流工程设计

介绍了棉花滩水电站施工导流方式的选择，导流挡水建筑物和泄水建筑物的设计，施工过程中的设计调整。通过对工程、水文、地质条件的分析，选定合理的导流汛方案与度汛标准；通过模型试验研究，验证了导流建筑物布置的合理性。     

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…     

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。     

导流器对射流式自吸离心泵自吸性能的影响

在射流式自吸离心泵的叶轮出口处增设新型导流器,该导流器具有两个不对称出口及隔流板,隔流板与叶轮间隙为1.0 mm.基于Fluent软件提供的Mixture多相流模型、标准k-ε湍流模型及SIMPLE算法,对该泵的自吸过程进行了非定常数值模拟,得到了泵内压力、速度和气液两相分布及导流器两个出口的压力、气相体积流率和液相质量流率随时间步长的变化规律.结果表明:导流器内压力沿流体流动方向逐渐增大,并出现较大的变化梯度,叶轮各流道内的压力近似对称分布;导流器两个不对称出口气液混合物的各个流动参数呈规律的周期性变化;导流器上的隔流板与叶轮的间隙在泵自吸过程中不仅能阻止液体环流,减少水力损失,而且使泵加速气液的混合及分离,从而缩短泵的自吸时间.     

中小型水库长渠式溢洪道的图解试算法

一前言丘陵山区修建中小型水库的枢纽布置中,常有些中小型水库溢洪道根据地形、地质条件等情况而采用较长的明渠,以使溢洪道和其出口远离大坝,保障工程安全.这种形式的溢洪道其进口为开敞式宽顶堰,堰后为一段较长的明渠,明渠的底坡常常是平缓的,渠尾衔接陡坡或跌坎.通常开敞式溢洪道的形式多为宽顶堰后紧接陡坡,水流呈自由出流,其调洪演算是比较简单的.但缓坡长渠溢洪道则多呈淹没     

优选法在明渠设计中的应用

一、明渠设计工况分析在农田水利工程明渠设计中,经常按均匀流进行水力计算。规划设计新渠道时,渠道通过设计流量Q,可根据该渠道所担负的任务预先确定。设计流量Q确定后,即可按照渠道所经地段的地形、地质条件和拟采用的护面材料而选定边坡系数m及粗糙系数n。在Q、m和n确定后,按均匀流进行明渠设计     

横向摆杆式明渠测流方法在矩形渠道中的应用研究

为了提高灌区内的量水准确度,利用横向摆杆在水流冲击及扭转弹簧共同作用下产生的水平转动角度θ与渠道过水断面流速v之间存在的数学关系,提出一种基于流速面积法的明渠测流方法.通过对横向摆杆式明渠测流装置在矩形渠道中进行物理实验,并在FLUENT计算流体力学软件中采用VOF两相流模型和标准k-ε湍流模型对测流过程进行模拟仿真,...     

单侧向泵站进水前池流态数值模拟与改善

受限于工程布置,泵站工程有时只能采用侧向进水,侧向进水泵站的前池多存在流态紊乱现象,严重时会引起机组振动,甚至影响水泵安全运行。为改善流态,采用ANSYS CFX软件,基于k-ε湍流模型,以徐州市某泵站为例,进行了无整流措施及多种整流措施下的数值模拟。结果表明:无整流措施时泵站前池内出现较大范围的回流区;于进水弯道处设置整流栅和底坎,配合进水池进口设置的多个导流墩,前池内回流区域大大压缩,整流后近进水池断面上轴向流速均匀度提高了9.8%,研究结果可为有效改善类似单侧向进水泵站流态提供参考。     

改善城市排水泵站进水流态的试验研究

采用物理模型试验方法对某城市排水泵站进水系统水力流动特性开展试验研究,发现闸门井主流偏斜使得进水箱涵两侧配水不均,进而导致前池、进水池进流不均,存在漩涡、回流等不良流态。为改善泵站进水系统水流流态,通过在闸门井内设置导流墩、在前池内设置导流墩、横梁以及消涡板构成的组合式整流措施,并对其开展物理模型试验研究。结果表明,闸门井内设置导流墩有效提高了进水箱涵配水均匀性,前池进流在受到导流墩、横梁以及消涡板的综合整流作用下,显著改善了前池和进水池的水流流态,尤其是进水池内水流在平面上分布较均匀,在立面上呈底部大、表层小的分布规律,有利于水泵抽水并可防止表面涡形成,有助于保障水泵机组的安全稳定运行。     

多目标系统模糊决策法在导流标准

施工导流工程是施工组织设计中关键环节，而施工导流标准的选择是施工导流工程的核心，选择合适的施工导流标准可使水电工程施工达到安全可靠和经济可行相统一的目的。利用多目标系统模糊决策法进行导流标准的比选，综合考虑工程的导流投资、经济损失、施工强度等决策指标，建立导流标准的多目标系统模糊决策模型，计算各指标的相对隶属度，根据隶属度最大为最优的原则，选择最优的导流标准方案。实例分析说明，导流标准的多目标系统模糊决策分析模型是可靠的、合适的。     

复式断面明渠分析解应用研究

复式断面明渠中,二次流对水流特性具有重要的影响.现有复式断面横向速度分布的分析解模型中,对二次流的表示有多种形式.针对其中两种常用的考虑二次流影响的分析解模型在梯形明渠中的应用,采用FCF(Flood Channel Facility)的实验数据对模型进行了检验,结果表明两种模型各有利弊,具体应用中需根据实际情况进行选...     

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。     

小型水利工程施工洪水的计算

中小型水利工程施工导流设计，需要计算施工期洪峰流量，施工导流期大多数选择在枯水期的数个月内进行。因此，施工期洪峰流量主要取决于分期洪水的计算。一般情况下，中小型水利工程很难获得分期洪水计算所必需的洪水和暴雨统计资料，而根据各地区的水文图册只能获取全年暴雨统计资料。本文探讨利用全年暴雨资料计算施工洪水的方法。