枢纽下游泄水波传递及对船队航行影响研究

根据已建枢纽非均匀下泄水流的调度和实测资料,采用二维水流数学模型研究模式,结合水流对船舶的阻力计算,研究了泄水渡传递运动规律和对上行船舶的阻滞作用.研究表明:泄水波波锋处产生的附加水面比降和流速与泄水波产生前水面比降和流量以及枢纽下泄流量方式有关,泄水渡传递速度呈沿程递减、波峰逐渐坦化规律.通过对碍航河段采取工程措施减小水流流速以及减小枢纽泄流变化幅度、延长流量增加的调度时间等方法,可减小泄水波尺度,削弱水流对行船的阻滞作用,有效改善船舶上滩条件.     

电站不同下泄流量下游锚泊区停泊条件分析*

电站泄洪、发电时下泄水流沿通航建筑物引航道导航墙进入主河道后过流断面骤增,水流脱壁后发生斜向流动,在引航道口门区形成回流。若枢纽下游航道锚泊区距口门区较近,则一定条件下回流将对锚泊区内船舶停泊条件带来不利影响。以景洪水电站为例,采用实船试验的方法,研究电站不同泄流量下升船机下游锚泊区水流条件的变化情况及相应的船舶待机停泊条件,得出不同下泄流量下船舶系缆力特性以及船舶合理的待机停靠位置。     

葛洲坝水利枢纽大江下游航道水流条件分析

根据葛洲坝水利枢纽大江下游航道开通运用以来实测表面流速流向观测资料，分析江心堤工程建造前后的通航水流条件状况，列出了葛洲坝枢组电站不同下泄流量时若干断面的通航水流条件数据，可以为目前船舶安全航行和下一步确定大江下游航道通航流量标准提供借鉴。     

成子河船闸引航道与泄洪河道交汇区域通航水流条件与改善措施研究

引航道与泄洪河道交汇区由于水流流向与航行进出闸方向角度较大,常产生较大横向流速,影响船舶安全进出闸。文章建立成子河船闸引航道与泄洪河道交汇区平面二维数学模型,模拟研究该区域通航水流条件及其改善措施。研究结果表明:无工程措施条件下,废黄河下泄流量为10 a一遇洪水时,成子河引航道与泄洪河道交汇区表面最大横向流速大于0.3 m/s,不能满足通航要求。当废黄河与引航道交汇区的上游设置导流墙时,导流墙将来流分为左右两股水流,向下游的主流流向逐渐与下游引航道平行,交汇区的水流受导流墙阻挡流速减小迅速,能满足通航要求。     

桃源枢纽坝下汇流区推移质运动特性试验研究

为分析桃源枢纽坝下汇流区推移质运动特性,采用整体定床物理模型开展了定床水流和定床输沙试验,观测各级流量下水流要素和输沙带分布。对比分析发现,随来流汇流比的不同,汇流区水动力条件复杂多变,但汇流区泥沙淤积体范围总是与主流带分布密切相关。推移质泥沙沿主流带输移,泥沙淤积体多见于输沙带边线处、流线转折较大处以及河床局部背水面下凹处。中枯水期因下泄水流流速较大,且沿程流速迅速降低,坝下推移质泥沙为短距离泥沙输移;洪水期因河段流速整体较大,为长距离泥沙输移。     

基于下游引航道口门区流态的隔流墙结构形式优化措施

船闸外侧水流受枢纽下泄不稳定流的影响较大，为解决流速、流态对船舶航行的不利影响，维持引航道水流条件，分析下游引航道不稳定水流的成因，结合近年来建成的隔流墙布置方式和结构形式，通过平面布置、模型试验、资料统计分析等方法，探讨了实体墙、隔流墩、透水孔墙等诸多结构形式对水流条件的影响，研究提出多种引航道隔流墙结构布置形式和优化措施方案。     

重庆羊头铺水电站消能结构模型试验研究

针对羊头铺水电站在消能结构方面的设计优化进行了物理模型试验。采用二级复式消能结构能较好的解决泄流消能的问题,保证下泄流速在相对安全的范围内。所取得的试验成果对工程设计有一定的指导意义。     

宽浅河道低水头水电枢纽口门区通航水流条件研究

根据重力相似准则,采用比尺为1∶100的整体模型,进行某宽浅河道低水头水电枢纽口门区的通航安全性研究。采用ADV三维流速测量系统进行流速测量;采用标准矩形量水堰控制模型流量;采用差动式尾门调节模型水位。由于河道地形及枢纽布置的原因,上游口门区流速过大,下游口门区形成大范围回流。通过扩大河道过流面积,移除下游河道中心连续小岛,增加闸孔等措施,减小下泄水流流速,改善河道整体水流状态;通过加长导航墙,改变导航墙透水面积,优化口门区域地形等措施极大地改善了船闸上下游引航道及口门区通航水流条件,确保过闸船舶的安全。     

表孔溢洪道的物理模型试验研究

本文以溢洪道挑流鼻坎为研究对象,采用物理模型试验的研究方法,以验证误差满足要求的模型为前提。以同等工况为试验研究前提,对水库溢洪道进行物理模型试验研究,针对不同挑坎方案,分析对比下游水流流态、水流挑距、河床入射水流形态及河床冲刷形态。观察分析对比,对表空溢洪道进口进行了试验优化,论证了得出叫有挑坎方案,得到适用于本工程实际的溢洪道鼻坎体型。并且对溢洪道掺气槽进行了简单探索。     

大型水电站过水围堰水流流态数值模拟研究

本文依托某大型水电站改扩建工程,采用CFD方法,通过有限元软件FLUENT分析了不同工况下过水围堰附近水流流速、流态、涡量等特性,揭示了过水围堰施工导流流场及流态分布规律,并计算得出了大坝坝下泄洪不同位置最大水流流速。计算结果为过水围堰冲刷防护范围及防护强度提供参考。     

那苏瓦卡里水电站排砾廊道FLOW-3D水力模拟分析

山区河流自然比降大,地形较复杂,受水流冲刷影响,洪水期夹砂量大。尼泊尔地区山地河床多以砂卵砾石地层为主,水电站、取水结构前池等易受淤积,高速水流夹砂撞击等破坏,为了降低泥沙、大粒径砾石淤积问题,需通过工程措施将其排入下游河道。砂卵砾石粒径较大,须有足够的启动流速才能随水流。本文通过FLOW-3D建立三维模型,模拟分析排砾廊道内水流流速、水面线对廊道结构进行优化设计。     

龙滩枢纽下游桥区航道整治研究

龙滩大桥桥区主槽两岸石质边滩岸线极不规则,中枯水主槽狭窄,航道尺度不足;同时受地形影响,龙滩枢纽下泄流量较大时,桥区水流湍急、流态紊乱,大桥主通航孔前主流与桥轴线夹角很大,碍航严重。资料分析和平面二维水流数学模型研究表明,通过新辟航槽、开槽分流、调直航线,可以解决桥区航线弯曲、横向流速过大及不良流态问题,为类似桥区航道整治提供参考。     

瓦村枢纽下游引航道通航水流条件试验研究

为保证船闸口门区有利于通航的良好水流条件,采用整体定床物理模型对瓦村枢纽船闸下引航道及口门区通航水流条件进行研究。试验结果表明:受电站下泄尾水扩散及尾水渠出口右岸边坡挑流的影响,下引航道口门区水流流态较差,纵横向流速明显超标,不满足船舶安全航行要求。探讨了延长导航墙长度、扩挖尾水出口右岸边坡、增设隔流墩等措施对水流条件的影响,经模型方案比选及优化,确定了下引航道布置推荐方案,较好地解决了口门区横流较大的问题,使下引航道及口门区的水流条件满足船舶安全通航要求。     

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。     

东江龙潭水电枢纽船闸整改工程通航水流条件及改善措施

针对龙潭水电站引航道区域不利水流影响船舶进出安全问题，为改善上、下游引航道及口门区的流速，进行了优化上、下游引航道导航墙延长方案的研究。建立龙潭水电站船闸整改物理模型，研究运行过程中的各个典型工况。得出结论：1）上游河道来流量大于1 100 m3/s、闸门全开泄洪时，上游引航道口门区水流条件仍不能满足规范要求。2）下游引航道将主导航墙由透水改为不透水后，引航道及口门区水流条件可满足规范要求的结果。     

粘钢法在张公龙水库弧门支座加固中的应用

目前对现有水利工程进行维护与加固改造逐渐成为水利建设管理中的一项重要任务,张公龙水电站原溢流坝泄流能力不足,运行中曾出现水流漫坝下泄的险情,需在原溢流坝左侧增设溢流闸孔,而原有的三孔闸进行加固处理,此为广东省内首次将粘钢植筋法用于弧门支座的加固,该工程于2012年11月加固后下闸蓄水,至今运行良好。     

向家坝水电站日调节非恒定流的传播特征研究

水电站的调度运行改变了天然河道的水流条件,日调节引起的非恒定流导致坝下游河道的水位陡涨陡落、流速时大时小、流态时好时坏,对下游的航道维护、船舶的安全航行及港口、码头的正常作业等产生不利的影响。文章以向家坝水电站为例,按照其典型调度运行方式,建立几何比尺为1:100的物理模型,根据向家坝电站日调节试验在坝下游长河段所引起的的水位及流速等数据,总结出向家坝水电站日调节非恒定流的水位及流速在不同河段的传播特征,为研究电站日调节非恒定流对坝址下游长河段航道条件的影响提供理论依据。     

大藤峡水利枢纽施工期通航水流条件优化布置

大藤峡水利工程施工量大、建设周期长,必须采取措施保障枢纽施工期航道通行安全。针对一期施工导流围堰布置方案建立物理模型,研究该工程措施下明渠通航水流条件及可能造成安全隐患的因素。结果表明：纵向围堰上游头部处挑流引起结构腰部产生缓流区,明渠水体顺流束窄,不利于施工期船舶通航。在削除主槽局部凸滩、头部增设临时导流墙后导流明渠内水流流态明显改善。最大通航流量条件下各测点流速值均小于5.00 m/s;在下泄流量小于1.20万m³/s时,各测点流速值均小于3.00 m/s,满足自航通行要求。导流明渠沿程水面比降较小,最大水面比降为-1.9‰。     

满足通航标准条件下电站最小下泄流量计算与分析

金沙江最下游梯级向家坝水电站已蓄水至正常蓄水位,但相关航运参数仍存在较大争议。为保障长江上游干线基本维护尺度,用保证频率法、保障航道基本维护尺度反推流量法、天然入汇比分配法等对金沙江向家坝水电站最小下泄流量进行研究分析,认为:在干支流均建电站的条件下,按照天然入汇比分配法较为合适;在不考虑非恒定流及河床冲刷影响的情况下,向家坝水电站最小下泄流量不应小于1 296 m3s。     

曹娥江清风枢纽船闸闸下流态研究

曹娥江新建清风枢纽船闸东侧将原翻板闸拆除,改建为10孔泄水闸,泄水闸东侧为清风枢纽电站,船闸下游河道缩窄导致泄水闸和电站下泄水流对船闸下游引航道流态造成不利影响。采用整体物理模型试验研究不同流量和泄水闸开启方式对船闸下游引航道的影响。试验表明：当河道流量大于850 m3/s时,无论采用何种泄水闸开启方式都无法使船闸下游引航道流速满足规范要求;当河道流量小于850 m3/s时,采用所有闸门均匀开启的方式均有利于减弱泄水闸下游回流强度,同时使引航道流速满足规范要求。