拟建航电枢纽泄水闸断面模型试验

泄水建筑物消能防冲的水力学研究在新建枢纽建设中尤其重要。针对拟建航电枢纽的低水头、单宽流量大的特点,对其泄水建筑物消能工进行断面模型试验。设计方案在控泄条件下,存在堰面有较大负压,消力池尾坎后海漫流速较大的问题,通过数次优化堰型、降低泄水闸进口段平台高程及降低海漫顶高程措施,设计方案存在的问题得以解决。其成果可为同类问题研究提供参考价值。     

水利枢纽水闸消能工设计措施

通常情况下在水利枢纽水闸消能工设计时,利用底流式消能的方法进行水闸消能设计,由于低水头水工建筑物的消能工的消能效果不好,弗劳德数不高,在消能工的效率不高的情况下,下游的水流会出现剧烈的紊动,在泄洪期间经常会出现对下游河床冲刷的情况,存在非常大的安全隐患。基于此本文通过实际案例对水利枢纽水闸消能工的设计措施进行探讨。     

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。     

超高水头船闸输水系统消能试验研究

利用ADV流速测量仪,通过对超高水头船闸闸室内流速及流速分布的测定,详细比较了明沟消能与盖板消能的消能特性、消能效果和消能方式,可为高水头船闸输水系统消能工设计提供科学依据。     

首级过渡阶梯掺气面积对联合消能工的影响研究

宽尾墩+阶梯溢流坝+消力池联合消能工在高水头泄水建筑物中具有较多的应用,但近年来发现,前几级阶梯面上存在较为严重的空化空蚀问题,因此阶梯面上的掺气则变得尤为重要。首级过渡阶梯的掺气面积对联合消能工的阶梯面掺气效果明显,通过水工模型试验,以阿海水电站为原型,使用四组不同掺气面积的首级过渡阶梯进行研究,现得出如下结论:首级过渡阶梯的掺气面积与掺气空腔长度呈正比,且对掺气减蚀起促进作用;首级过渡阶梯的掺气面积越大,阶梯面上的掺气量越大,阶梯面卷吸气体及减蚀越明显。     

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。     

共用引航道船闸下游引航道的平面布置

随着货运量的增大,目前我国正大规模改扩建多线船闸,受枢纽已建建筑物和地形条件限制等多因素影响,新建多线船闸多与已建船闸并排布置,共用引航道。双线船闸共用引航道时,一线船闸充泄水将会影响到另一线船闸引航道水流条件,危及另一线过闸船舶安全及船闸结构安全。结合北江飞来峡船闸水力学模型试验成果,探讨同尺度船闸共用引航道的布置及其对通航水流的影响。结果表明:船闸在错开运行时,通过增大中间辅导墙的扩散角可使水流快速扩散,减小非泄水船闸引航道回流范围和回流强度,可通过优化主辅导墙及下游消能工形式,改善双线船闸引航道水流条件。     

宽尾墩消能工在峡谷河段的应用

针对桌工程所处峡谷地区的特殊地形以及由此带来的下游消能防冲问题，通过在1：60水工模型上多种消能方案实验研究比较，提出适合该工程实际的坝面宽尾墩消能工方案。该方案较好地适应了消能区地形，减轻了下游河床的冲刷，同时，利用宽尾墩消能工对水舌的横向约束较好地解决了挑流水舌对溢流坝下游河岸直接冲刷的问题。     

沫水船闸短廊道输水系统布置及试验研究

以沫水船闸工程为依托,建立几何比尺为1∶20的物理模型试验,对短廊道输水系统的水力特性进行研究。针对上闸首出流不均匀的现象提出了新型高效的T型消力梁方案,对下闸首进口存在串通漏斗旋涡的问题提出了扩大泄水廊道进口尺寸的措施。试验表明:优化消能工后,最大横向系缆力减小幅度可达50%,各项水力指标满足规范要求。该研究为沫水船闸设计提供了科学依据,并可为其他短廊道输水系统船闸设计提供参考。     

低水头枢纽消力墩位置对消能效果的影响

低水头枢纽通常采用消力池底流消能的方式来消减泄水闸下泄水流的能量,而消力墩的位置对水跃的形式、强弱影响较大,从而影响整个消力池的消能率。采用计算流体力学软件Fluent的VOF模型,探讨消力墩位置对消力池内水跃特征、湍动能耗散率分布及消能率的影响。结果表明：消力墩位置会影响消力池消能率——消力墩布置在消力池长度的0.65及以上时,其消能效果与不布置消力墩时相差不大;消力墩布置在消力池长度的0.35处时,消力池的消能率最大,比布置在0.65时消能率提高约10.5%。     

长尾水渠中电站日调节下泄水流运动规律

安谷枢纽工程以筑坝获取水头,并采用长尾水渠进一步增加水头发电,电站尾水渠与通航共用一渠。运用数模计算的方法,研究了尾水渠通航条件等技术问题。研究了电站机组增(减)负荷产生的非恒定流尾水渠水流运动规律、尾水渠水力要素与机组启闭时间、流量的关系,提出了改善措施。     

高坝枢纽新建通航建筑物轴线及通航条件研究

针对山区已建高坝枢纽新建通航建筑物轴线布置受河道窄、水头高、电站泄流及已有建筑物影响等条件限制的问题,依托贵州清水江白市水电站枢纽新建通航建筑物工程,采用1∶100正态整体水工模型与自航遥控船模相结合的技术手段,对多条轴线布置方案进行通航水流条件及船舶航行操控研究与优化。试验结果表明,右岸轴线布置方案通航水流条件及船舶航行状态均较好,为推荐方案。研究成果解决了工程关键问题,可供类似已建高坝水利枢纽新建或扩建通航建筑物工程参考借鉴。     

岷江龙溪口航电枢纽施工期通航问题试验研究

岷江龙溪口航电枢纽是一座以航运为主、航电结合的大(2)型综合利用水利枢纽工程。该工程施工期通航条件的好坏,将直接关系到岷江乐山至宜宾段航道能否满足大件船舶安全畅通的运输要求,意义重大。根据龙溪口航电枢纽工程施工导流模型试验成果,分析了各施工导流期的通航水流条件,并针对施工通航存在的问题特别是二、三期围堰区段流速超标、流态较差、通航流量较低等相关问题,提出了改善施工期通航水流条件、提高通航流量的综合性工程措施,较好地解决了本枢纽工程施工期的通航问题,其研究成果可作为类似工程借鉴和参考。     

白马枢纽省水船闸布置及输水水力特性初步分析

绣江复航工程白马枢纽船闸若按常规单级船闸设计,枯水期天然来流量小于船闸正常运行平均耗水量,不能满足船舶过闸用水需求。参照国内外研究成果和经验,提出带两级开敞式省水池的省水船闸和输水系统的布置方案。建立一维数学模型,经不同阀门启闭方式的输水水力指标计算和初步分析,得到较为合理的阀门启闭方式组合、省水率及闸室水力特性。结果表明,按照计算分析得到的较优阀门启闭组合方式运行,输水时间控制在12 min以内,省水率不小于49%,所提出的省水船闸布置方案可有效解决枯水期正常运行水量不足的问题。     

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。     

山区河流航电枢纽最大通航流量研究

针对山区河流航电枢纽建设后实际最大通航流量无法满足规范要求的问题,对山区河流航电枢纽布置后的最大通航流量进行研究。依托东风岩航电枢纽,采用物理模型试验等方法,结合东风岩枢纽通航水流条件模型试验和船模试验分析船闸上、下引航道口门区及连接段水流条件和通航条件,从而对东风岩航电枢纽安全通行的最大通航流量提出建议,并提出山区河流中低水头航电枢纽最大通航流量不应低于天然情况下该河段的禁航流量等结论。该研究成果可为山区河流中低水头航电枢纽最大通航流量的确定提供借鉴。     

飞来峡二、三线船闸闸底长廊道输水系统模型试验

飞来峡水利枢纽位于北江中游,新建的二、三线船闸并列布置有效尺度为220 m×34 m×4.5 m(长×宽×门槛水深),船闸最大设计水头14.44 m,采用闸底长廊道侧支孔输水系统双明沟消能布置形式。通过1∶30的物理模型,对船闸输水系统的布置形式及水力学特性进行试验研究。结果表明:闸室输水时间、水力学指标、闸室停泊条件、进出口布置形式均能满足规范要求,优化后的闸室停泊条件较好。     

基于数据融合驱动的龙溪口航电枢纽工程智能指挥平台建设与应用

龙溪口航电枢纽工程具有点多、面广、施工难度大、各专业协同要求高的特点。当前航电枢纽工程建设管理系统尚未集成施工进度、质量、安全和通航安全问题分析功能，存在建设管理单一化、智能化水平低等问题。基于物联网、移动互联网、人工智能、可视化等新一代感知与分析技术，以数据融合驱动为主要推手，通过B/S+C/S双架构开发一套航电枢纽工程智能指挥平台。依托龙溪口航电枢纽工程，通过对施工多阶段、全过程的施工生产与航运数据的高效集成及智能指挥平台的可视化智能分析，构建航电枢纽工程智能建设指挥体系，实现对航电枢纽工程建设进度、质量、安全和通航的综合管理。信息的跨平台高效、流畅交互查询和智能分析展示，有效提升了航电枢纽工程建造的智能化水平。     

大顶子山枢纽坝区河床变形及工程对策研究

根据大顶子山航电枢纽河段施工一期(右汊)、二期(左汊)围堰施工工况对枢纽运行初期及正常运行条件下水流泥沙运动特点进行了试验研究。掌握了沙质河床兴建低水头航电枢纽过程及运行中水沙输移规律。针对各阶段泥沙输移对航运的不利影响,采取了相应的工程对策,研究成果可供类似的低水头航电枢纽科研、设计、施工等参考。