拦河闸下游消力池陡坡段阶梯布置和研究

拦河闸下游河道河床下切、水位降低之后,其下游消力池需改造或重建,或者在保留现状消力池条件下,在现状消力池下游修建二级消力池,以确保拦河闸泄流的消能及其上、下游水流衔接过渡。通常,可在一级消力池下游陡坡段设置不连续的外凸型阶梯,增大陡坡段泄流消能率,以减小下游二级消力池的规模,节省工程投资。本文结合现有的研究成果,对拦河闸下游两级消力池之间陡坡段的外凸型阶梯布置和水力计算方法进行分析,并给出相应的算例,供类似工程设计参考。     

建闸后河道行洪对上游铁路桥安全运行影响研究

利用HEC-RAS模型,计算分析了下游拦河闸建设后,河道行洪时,闸门在全开、无法开启及溃决3种不同运行工况下,上游铁路桥桥址处河道水位、流量、流速的变化情况,进而计算出各工况下桥址处冲刷深度。结果表明,与建闸前相比,建闸后上游桥址处水位均有一定程度升高,其中闸门无法开启时水位升高最大,较建闸前升高10.7%;闸门溃决时,桥址处最大流量增加11.34%,最大平均流速增加11.11%,河槽和河滩部位最大冲刷深度均有增加,但都在允许冲刷深度范围内,拦河闸不会对上游铁路桥安全运行产生不利影响。研究成果可对河道类似工程安全运行提供借鉴和参考。     

转弯河段重力坝组合挑流消能建筑物体型优化试验研究

针对某大型水电站采用组合挑流消能方式时其消力池下游河道转弯、水流归槽难等问题,对2种泄洪消能建筑物体型布置方案的水力特性开展对比试验,获得挑流水舌及入水形态、消力池内流态及出池水流衔接等水力参数;通过体型优化,获得了满足设计要求的推荐方案,消除原设计方案中消力池底部冲刷严重,出池水流偏离主河槽且与下游河道衔接不佳,河道水位波动较大等不利水力学条件.     

旁侧溢洪道消能新构思

阐述了双层散流式消能工的工作原理、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。     

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。     

水闸底流消能防冲关键技术研究

水闸底流消能的本质就是通过水跃过程中水流之间的相互掺混、相互摩擦消除水流能量,如果在消力池内的水跃不能充分发生,势必造成过多的剩余能量冲刷后面的防冲设施,一旦其破坏,反过来影响护坦和闸室的安全,因此,消能与防冲设施之间是"唇亡齿寒"的关系。通过分析水跃不充分的低佛汝德数及国内外研究对策问题,总结提出了易操作性强的辅助消能工措施。此外,还探讨了河道水位下降对水闸消能防冲设施安全的影响及对策。     

某水库溢洪道泄洪消能的试验研究

针对某水库溢洪道消力池内水流流态较差、消能效果不理想和对下游岸坡冲刷严重等问题,通过水力学模型试验,在原设计方案基础上对比分析了消力池集中消能和阶梯分级消能两种消能方式,并观测了消力池水流流态、底板压强、下游河道水面线等水力特性指标。结果表明,消力池集中消能方式更适合本工程地形特点、地质要求,消能效果明显,出池水流流态较好,与下游河道水面衔接平顺,并且水面波动较小,满足泄洪消能要求。     

九洲江软基上水闸工程设计特点

从沿海岸水闸的工程设计出发,针对九洲江软基河床防冲能力和承载能力低的实际情况,对原有水闸基础处理不妥进行改建过程中,在注重总体布置合理、紧凑、上、下、左、右互相协调,造型美观、雄伟的同时,切合实际地选取了闸下游水位～流量关系曲线和消能工的形式。以营仔河水闸实例工程设计为背景,提出较为具体的水力计算方法、基础处理与防渗、消能工等设计方法,并与水工模型试验比较,所设计的消能工消能率达到７０％～８７％,     

平原进洪闸消能试验研究

某进洪闸改建方案模型试验表明，消力坎式消力池消能所需下游水位与较低的设计下游水位不能平顺衔接。通过多组试验，研究分析了多种因素（消力坎高度、消力池长度、消力池底高程、是否设消力坎等）对解决下游水位衔接问题的影响。试验表明：保留消力坎时，消力池护坦长度和消力坎高度的有限调整，不会使跃后水深出现大的变化，不改变原消能形态；去掉消力坎形成无坎一级消力池，从根本上改变了原消能形态，在消力池内呈现正常消能形态，与下游水位连接平顺；无坎一级消力池池底高程少量抬高，基本不影响消能形态，仍能呈现正常水跃消能。因此，提出了无坎一级消力池的有效解决方案；并为该进洪闸及滞洪区提供了安全合理的运用方式。     

改善梯形消力塘措施

水库溢洪道、泄洪洞的出口以及渠系某些泄水建筑物的消能工程,为了将含能集中、从较窄的泄水前沿下泄的高速水流引导至下游较宽的河道,减小单宽流量,提高消能效率,常采用的形式为扩散消力塘.消力塘的横断面有梯形与矩形两种. 由于平底渐变扩散消力塘,是一种良好的水跃消能工,常见于溢洪道与泄洪洞的出口下游.这种消力塘的优点是:①水流扩散消能效果好:②水跃的第二共轭水深较二元水跃共轭水深少.