低水头航电枢纽消力池消能及过沙效果研究

结合某低水头航电枢纽泄水闸断面水工模型,对消力池布置方式和差动式尾槛对消能及过沙效果的影响进行模型试验研究。结果表明,将消能墩摆放在泄水闸局部开启时底流最大流速区附近且适当调整消力池长度,以及合理设计差动式尾槛的出池坡度和尾槛长度,可以在保证消力池消能效果的同时,增强消力池内过沙效果。     

波流作用下电站排水口消能及铺面稳定性试验

海滨电站排水口受到排水水流、潮流和波浪动力的综合影响,消力池内复杂的水动力条件对铺面块石或人工块体的稳定性产生不利的影响。基于印度尼西亚某电站的实际问题,采用物理模型进行了波流作用下排水口消力池的消能特性和铺面稳定性试验。研究结果表明:该电站排水口采用扩散式消力池并结合消力墩和尾坎的消能方式可行,消力墩和圆弧型尾坎的消能和均流作用明显;波流作用下,扩散式消力池内波能有集中,排水水流虽然对波浪的传播产生阻碍,但波浪的影响仍延伸至排水口上端的明渠内,因此也应对一定范围内的明渠采取护面和护底措施。试验还优化了消力墩的型式和部分铺面块石的重量。     

西津水利枢纽二线船闸下游引航道右岸支流汇入口消能设施设计

西津水利枢纽二线船闸工程是建设"西江亿吨级黄金水道"的重要举措之一。为研究二线船闸下引航道停泊段右岸西竹坑支流的汇入对二线船闸下引航道内通航水流条件的影响,通过水工模型试验研究在支流沟内布置消能设施对支流入汇口处流速、流态的影响,提出斜向导流坝、消力墩和消力池的工程措施,为类似工程提供借鉴。     

平陆运河与沙坪河交汇河段通航水流条件试验研究*

平陆运河沿线支流众多且支干落差大,支流突发洪水对运河通航水流条件影响较大。选取入汇角度大、支干汇流比大、河底落差大的沙坪河入汇河段为研究对象,采用1  50正态河工模型试验,对沙坪河入汇河段通航水流条件进行系统试验研究。模型试验结果表明,受支流突发较大洪水和支干河底落差较大影响,运河航道内横向流速大且流态紊乱,加之支流口上游铁路桥限制,消能措施布置长度有限,不能达到较好的消能效果。分析认为主要问题在于支流洪水汇入运河后运河横向流速较大,因此治理方案主要解决“调顺水流+消能”的问题。在交汇处布置导流堤、透空消能墩、底部斜向透空式隔流堤,在支流内采取消力池、消力槛等消能措施并进行系列方案对比试验,发现优化方案Ⅲ的通航水流满足通航要求且不会对支流内铁路桥造成影响。     

小浪底枢纽下游消力池水流脉压特性探讨

小浪底枢纽下游消能采用综合消力池方案,各泄水建筑物型式不同,池内流态各异,水流结构复杂.试验量测综合消力池底部的压强脉动特征值,得到消力池底部的时均压强、脉动压强、紊动强度系数及频谱等参量沿池底的分布规律.此结果对小浪底枢纽下游消力池结构稳定分析具有实际意义,并对同类型消力池脉压特性研究具有参考价值.     

兴宁市石壁水库溢洪道水工模型试验研究

针对溢洪道出闸水流在中墩墩尾形成局部水面凹陷、水翅现象以及消力池与海漫段消能存在的问题,通过模型试验进行体型优化,提出了不良流态的改进措施,运用辅助消能工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,取得了较为理想的成果,为工程设计提供参考。     

山区河道低水头航电枢纽的水力学问题研究

以汤坝航电枢纽为例分析山区河道上的低水头枢纽布置后在泄洪、消能和通航等方面存在的水力学问题，基于物理模型对航电枢纽布置中存在的底流消能率低、尾水渠水位壅高、通航水流条件差等水力学问题进行分析与优化改善，提出改变消力池形式及尺度、开挖整治河床、外扩隔流墙和壅水通航等措施，有效地改善了山区河道上低水头枢纽布置后的水流条件，能够保证枢纽的正常运行。     

船闸闸室明沟形式及消能效果分析

船闸侧墙廊道闸室明沟消能工布置及消能效果的优劣,直接影响闸室内船舶所受系缆力大小及停泊安全。利用局部模型,在恒定流情况下,对侧墙廊道闸室内布置单明沟机加槛、双明沟及三明沟消能工充水过程进行试验研究;分析和比较各明沟形式的剩余比能、动能及流场分布,综合评判各形式明沟消能工的消能特性,并在整体模型上进行了试验验证。研究结果表明:三种明沟形式比较,三明沟布置消能效果最优。双明沟消能形式较单明沟消能水体增大较多,消能工布置灵活,消能空间大,水流分布亦较单明沟更为均匀,在减小闸室内横向水流对船舶作用力方面较单明沟形式优越。因此,综合比较,双明沟消能效果较单明沟要好。     

T型墩消力池的数值模拟研究

文中对T型墩消力池建立了三维数值模型,采用了非均匀结构化网格对模型进行了网格划分,利用Realizablek-ε紊流模型和VOF法结合的手段对其三维流场进行了仿真计算,模拟出了不同阻宽率下T型墩消力池内的水流流场,分析计算结果可知,阻宽率越大,雍水效果会越明显,但较大的阻宽率造成水流的雍堵反而会影响消能效果,而且阻宽率较大的T型墩消力池易在T型墩支腿处产生负压。     

瓯江三溪口船闸输水系统布置及水力学模型试验

三溪口船闸设计水力指标较高,闸室为非标准闸室,输水系统布置受限制因素较多,采用集中输水系统的难度较大。分析了不同消能方式的特点,提出了适合该船闸的格栅帷墙消能室与消力池相结合的消能布置形式,计算了输水系统各部位的尺寸及具体布置;通过1∶20的物理模型试验研究,得到了输水水力特性、闸室流速分布、闸室船舶停泊条件、廊道压力特性以及进出水口水流条件,并提出了相关改善措施,确定了充、泄水阀门开启方式、闸室镇静段长度及下闸首消能室内的挑流坎尺寸。提出的输水系统布置及消能工形式较好地适应了三溪口船闸的工程特点,解决了相关输水系统布置难题,试验成果满足规范及设计要求。     

KYD水库底孔泄洪洞平底渐扩式消力池优化试验

通过新疆青河县KYD水库底孔泄洪洞平底渐扩式消力池设计方案的试验,发现消力池池深、池长、边墙高远不能满足安全泄流要求。优化方案试验结果表明,对于渐扩角1.37°的渐扩式消力池按等宽度矩形消力池估算时池长基本满足要求,但是池深估算误差较大。联立溢洪道设计规范中的渐扩式消力池共轭水深计算公式和渐扩式消力池池深经验公式可较准确地计算池深。为了减小跃后水流剧烈脉动,降低跃后水深,采用了悬栅式消能工。试验结果表明,水跃淹没度增大,悬栅起到了破碎栅条上部水跃剧烈回旋运动引起的表面漩滚,消力池内水深降低,最大水深减小1.0 m,陡坡段和消力内水流脉动明显减弱,浪花溅起高度明显小于加悬栅前。     

Mirador铜矿截水沟南段高程1350m以上消能设计与计算

厄瓜多尔Mirador铜矿截水沟南段1,350m以上出口区域地形陡峭、地质条件复杂,对出口消能建筑物布置及设计十分不利。针对上述难点,本文采取分段求和法计算了1#坡面沟和2#坡面沟,"设置台阶"及"不设置台阶"两种工况下沟内水面线分布,经比选后拟定了坡面沟侧墙高度;采用井流消能分别计算了I型和Ⅱ型消力池结构尺寸(池长、池宽和池深)。依据上述计算结果,最终确定了1,350m以上出口消能建筑物结构形式,具体包括I型消力池、Ⅱ型消力池、1#坡面沟和2#坡面沟。工程运行实践表明,上述计算结果合理、消能建筑物布置及设计可靠,对类似工程具有很好的借鉴意义。     

不规则波作用下斜坡堤越浪量试验研究

通过物理模型试验,研究不规则波作用下挡浪墙顶高度、宽平台长度及高度、波高和消浪墩等因素对越浪量的影响,发现挡浪墙、平台和消浪墩对减小越浪量有较好的作用。将现有计算越浪量公式值与实际物模试验值进行比较,推荐了越浪量计算方法。     

适应通过能力发展需求的多线船闸输水系统设计与应用

针对通过能力日益增长背景下的多线船闸输水系统设计问题,以西江长洲枢纽四线船闸群为例,总结了不同阶段通过能力需求引起的船闸设计规模变化。针对二线船闸规模小、一线船闸闸室宽度大、三线四线船闸并列布置同步建设且规模巨大的特点,分别介绍了各船闸输水系统的设计理念。采用物理模型试验手段,提出了二线船闸采用消力槛强迫消能、一线船闸采用双明沟消能、三线四线船闸采用互通省水布置等创新成果,并通过原型观测验证了创新成果实效性。提出两条建议:多线船闸总体布局应将高等级船闸布置在河心侧、低等级船闸布置在河岸侧,输水系统设计应综合考虑地质条件、结构形式、水力指标等因素。     

贵港二线船闸闸室双明沟消能工布置及消能特性研究

以贵港二线船闸闸室内双明沟消能工布置为研究对象,建立1:30的整体物理模型。利用多普勒流速测量仪(ADV)、电阻式拉力仪、UBL-2超声波浪/水位采集分析仪等,对闸室内消能后各水力特性进行测量,分析消能特性。试验研究表明:经过优化后的双明沟消能工布置,使船闸闸室内横向水流分配均匀、局部紊动较小,船舶系缆力满足规范要求,闸室内船舶靠泊条件更好。     

船闸闸室明沟消能工消能效果三维数值模拟

利用多重网格技术及VOF方法,在恒定流情况下,对侧墙长廊道单明沟、双明沟及三明沟消能工充水过程进行三维数值模拟。分析和比较各型式明沟的剩余比能、动能及流场分布,综合评判各型式明沟消能工的消能特性。研究结果表明,3种明沟型式比较,三明沟布置消能效果最优,单明沟和双明沟各项消能指标较接近,但双明沟消能条件下,其布置更为灵活,消能空间更大,水流分布亦较单明沟更为均匀,尤其是在减小闸室内横向水流对船舶的作用力方面较单明沟型式优越。     

蝶形布置油码头平面设计要点

对港口工程设计中常见的蝶形布置油码头进行研究。结合国内外规范要求,采用对比分析法解析码头长度、系缆墩位置和靠船墩位置3个要点。其中,因为船体平直段相对船中的不对称,靠船墩位置是最为重要的设计内容。系缆墩位置不合理,只会影响缆绳受力均匀性和船舶运动量;而靠船墩位置不合理,会导致设计船型范围内的船舶无法安全靠泊。因此,结合某海外5万~30万t油码头,阐述靠船墩位置设计关键点,供港口工程设计人员参考。     

宽尾墩联合消能原理和类型综述

宽尾墩是我国首创的消能防冲工具,它的提出对于大流量泄洪冲刷等问题有了很好的解决。近几年,对于宽尾墩的研究越来越深入,宽尾墩的墩型也由最初的普通墩型演变到现在X型、Y型等等。本文梳理了宽尾墩消能的机理和水力特性,不同墩型宽尾墩的水里特征以及宽尾墩联合消能的原理及研究进展,指出了宽尾墩目前发展中存在的问题并对解决这个问题提出了建议。     

红岩子船闸输水系统优化设计

船闸侧墙廊道闸室明沟消能工布置及消能效果的优劣,直接影响闸室内船舶所受系缆力大小及停泊安全。依托红岩子船闸输水系统水工模型试验研究,探讨筛孔式消能工及通过增加顶盖板优化设计的方案在中高水头分散式输水船闸中的应用效果,通过测定闸室充、泄水水力特性,输水廊道压力及船舶停泊条件等各项指标,发现优化设计方案在船舶停泊条件方面具备更优的性能,同时提出船闸阀门开启方式的运行方案。     

旁海枢纽工程船闸输水系统布置及试验研究

高水头船闸常采用第二类输水系统以满足船闸闸室内水流条件的要求,但往往工程量大、施工复杂。根据船闸闸址处地形、地质条件,抬高闸底奠基高程以达到降低工程量并简化施工的目的,并在采取一定消能手段后,采用闸墙长廊道侧支孔输水形式。通过物理模型,对旁海航电枢纽输水系统进行布置及优化,证实采取加大闸室初始淹没水深、闸室两侧出水口加设连续消力坎、优化进出水口布置及进水口布置帷墙等措施可达到预期效果。