泄洪消能新技术在向家坝工程中的应用

向家坝水电站泄洪消能具有高水头、大单宽流量、多泥沙的特点,泄洪消能布置要考虑发电、通航、防洪和拦沙等因素的影响.多股多层水平淹没射流是一种新型消能型式,可降低消力池出池水流的波动、底板压强及临底流速,具有流态稳定、消能效率高、雾化低、适应性强等特点,较好地解决了向家坝水电站泄洪消能问题,为同类工程及环境影响要求较高的工程提供了重要参考,同时也丰富了泄洪消能工的型式.     

水平多股淹没射流理论及试验研究

针对水利水电工程中高水头、大单宽流量泄洪消能问题,提出多股多层水平淹没射流新型消能型式.对这种复杂三元混合淹没水跃进行了理论分析,推导出跃前水深和跃后水深之比和消能率计算公式.对其流动的水力特性和消能机理进行了分析和试验研究,测量了消力池内压力分布规律、水面形态、流速分布和脉动压力特性.分析了出口体型参数对流态稳定性和水力特性的影响,获得体型参数与水力要素之间的关系以及变化规律.分析了多股多层水平淹没射流消能机理,尤其是强剪切消能和小尺度漩涡消能的效率和机制.研究表明,它是一种流态稳定、适应性强、低雾化、高消能率的新型消能方式,能够减轻工程建设给环境带来的不利影响,有利于工程应用.研究成果为实际工程设计提供了科学理论依据.     

向家坝水电站水库库区及库周植被状况与评价

本项目是能源部,水利部水利水电规划设计院下达的对金沙江向家坝水电站进行环境评价任务的子课题之一,其目的是在库区和库周陆生生物进行调查的基础上,结合工程设计,分析大坝施工,移民安置,水库淹没对库周,库区陆生植物及其生态环境的影响,为该工程的环境影响问题决策提供依据,金沙江是长江的上游河段,水能资源的理论蕴电量（包括雅砻江）为H24×10~8kW,居我国首位,向家坝是金沙江流域规划中的最下游     

芙蓉江鱼塘水电站泄洪消能方案试验研究

根据芙蓉江鱼塘水电站的泄洪特点，通过水工整体模型试验研究，分析比较了两种泄流消能方案，最终推荐了一种比较符合该工程实际的泄洪消能系统方案．该泄洪消能系统大大减轻了下泄水流对河床基岩的冲刷作用，满足了该工程的泄洪消能任务．     

向家坝水电站混凝土浇筑VR与智能进度模拟系统设计

针对向家坝水电站大坝混凝土浇筑施工工程量大、工期长、设备多、关系复杂等特点以及提高施工管理与决策科学性和效率的现实需求出发,以虚拟现实和人工智能领域的知识工程为理论基础,开发了向家坝水电站混凝土浇筑VR与智能进度模拟系统,并应用于工程实践.介绍了该系统的需求分析与实现思路、整体结构设计、系统功能设计以及系统实现的主要技术方案等研究成果,以期为相关工作提供参考和借鉴.工程实践应用表明,本系统具有形象性、智能化、综合化等优势,对于保证向家坝水电站大坝混凝土浇筑施工具有重要的实践价值.     

高拱坝深潭型水垫塘数值模拟研究

高拱坝工程为满足下泄水舌的挑距和淹没水跃长度的要求,水垫塘往往较长,而在水垫塘消能过程中实际参与进来的水体并不多,为此提出一种长度较小且能够集中消能的深潭水垫塘.以溪洛渡水电站为研究对象,采用RNGk-ε三维紊流数学模型对八深孔泄洪工况下反拱和深潭水垫塘进行数值模拟研究,首先把反拱水垫塘的流速及拱底板压强的计算值与相应模型实测值进行了对比验证,再对两种水垫塘塘内的水流流态、近壁流速、壁面压强分布特征以及消能率进行详细分析,结果发现在反拱水垫塘内,下泄水体的巨大能量主要通过淹没射流的紊动扩散和淹没水跃的作用来消除;深潭水垫塘内水体消能主要依靠贴壁流在边壁作用下返回深潭不断紊动耗散的过程;两种水垫塘底板最大冲击压强分别为8.64 mH_2O和11.62 mH_2O,二道坝顶平均出流流速分别为8.52 m/s和5.34 m/s,消能率分别为90.25%和92.25%.     

薄拱坝坝身泄洪布置及消能效果的研究

薄拱坝坝身泄洪方式,一般采用表、中、深孔单独泄洪或联合泄洪等方式,故有单层、双层和多层射流流态,水舌竖向冲击消能方式是一种较好的新型消能工,并已被试验和工程实践运行证明,具有很好的消能效果。运用新型消能工使加大薄拱坝坝身泄洪能力成为可能。     

空化水射流研究现状及其应用

综述了高压水射流技术发展及应用过程,认为空化水射流是一种富有发展前途的高效新型射流．通过对空化水射流机理、空化数和冲击压力两个重要空化参数的分析,显示了空化射流的潜在优势．实验表明人工淹没空化射流具有较强的冲蚀效果,并克服了靶距范围的不足．简要介绍了该技术应用于火箭发动机内脏固体推进剂清洗工程的射流系统设计．     

进水口最小淹没水深和消涡措施

为了防止进水口前产生吸气漩涡,水电站或泵站进水口前要求有一定的淹没深度,在总结具有代表性的不产生吸气漩涡的临界淹没水深经验公式的基础上,以某水电站进水口为依托开展了模型试验研究,比较了各经验公式在该电站进水口应用中的适用性。结果表明,戈登公式计算值与试验值最为接近。最后,通过模型试验进一步分析了水电站进水口漩涡的影响因素,提出了几种消除吸气漩涡的工程措施。     

多波束测深系统在向家坝水电站围堰测量中的应用

本文系统地阐述了多波束测深系统在向家坝水电站围堰施工中的应用,分析了多波束的扫测精度,得出多波束具有高效率、高分辩率、高可靠性等特点,完全能满足围堰施工区水下地形测量需要。     

向家坝水电站蓄水对大峡谷温泉的影响

向家坝水电站蓄水以后,大峡谷温泉将沉埋在90 m深的库水下.如何正确评价水库蓄水对大峡谷温泉的影响成为了大峡谷温泉能否异地搬迁重建的关键问题之一.为此采用地质分析与数值分析相结合的方法,从多角度分析计算了向家坝水电站蓄水以后对大峡谷温泉的影响,分析计算结果表明:水库蓄水以后,库水不会通过淹没范围内所涉及的"天窗"(大岩洞-下河坝地区、湾湾滩断层和楼东断层)大量进入温泉水层,对温泉水量和水质影响较小.并且温泉井周边的围岩最大主应力增加0.47～0.60 MPa左右,水平位移增加量6～13 mm,影响深度80 m左右,井周岩石无明显的破坏现象.因此,水库蓄水对温泉井本身无大的影响,温泉可以进行异地搬迁重建.     

水垫塘底板冲击压强分布特性试验研究

控制水垫塘底板的冲击压力对于水电站泄洪安全具有重要意义,尤其是对于高水头、大流量、窄河谷的水利工程。该文结合中国西南地区大型水电站泄洪消能的实际进行物理模型试验,对电站原方案下水垫塘的冲击压强进行了试验分析。提出了改变表孔齿坎布置的3种改进方案,进行了冲击压强试验。结果显示,改变表孔的齿坎布置是减小冲击压强的一种可行方法。还得到了最优的表孔齿坎布置方案,测量了水垫塘内的流速分布,分析了水垫塘内流态。该结果可用于该大型水电站的泄洪消能设施设计。     

高拱坝表深孔碰撞泄洪消能水力特性

高拱坝坝身宣泄洪水产生高速水流,水流下泄时会对水垫塘底板产生极大的冲击压力.为保证下游冲刷安全,在有足够的深水垫消刹能量的同时,还需通过水舌在空中消耗部分能量.通过表深孔同轴碰撞的泄洪消能布置方式,研究不同表深孔流量比工况下水流特性及底板动水压强等水力特性.结果表明,表深孔上下水舌在空中碰撞、掺气,削弱射流的集中强度,能使下泄水流的冲击压力大大降低,有效提高下游水垫塘的抗冲安全性,为类似工程布置提供借鉴.     

收缩式消能工的研究现状及进展

为了总结新型组合式消能工在高坝建设发展中的可利用性及重要性,综述了收缩式消能工与其他消能工联合运用的结构、原理和工程应用.收缩式消能工由于其水流占用宽度较小等特点,与其他消能工联合运用可以解决许多在深狭河谷中修建水利枢纽的泄洪问题.根据不同工程自身的特点,应设计和选用不同的组合式消能方式.     

溢洪道贴角斜挑坎挑流水舌水力特性研究

溢洪道出口挑坎体型的设计会依据工程的需求而有所不同.通过模型试验和数值模拟结合的方法,将常规的斜切式挑坎与加贴角的斜切式挑坎的水舌形态、水舌挑距、挑高、水舌及下游紊动能和紊动能耗散率进行比较分析,得出了加贴角后斜挑体型的新的特征.对于狭窄河道大交角溢洪道,加贴角斜切式挑坎能够使挑流翻转偏向一侧,有利于挑流的归槽,减小了入水宽度和对单侧岸坡的冲刷,且挑流在空中运动时紊动剧烈,砸落水垫时紊动能耗散迅速,有利于下游消能防冲.     

索风营电站新型泄流建筑物水力特性分析

索风营电站采用了宽尾墩 阶梯溢流坝的坝面泄流形式，这种坝面泄流形式由我国首创，虽在实际工程中有所应用，但缺少3维数值计算成果．紊流数值模拟计算了在设计水位条件下的掺气情况、压力分布、紊动动能和紊动耗散率等水力特性，表明宽尾墩 阶梯溢流坝的坝面泄流形式使高水头大单宽泄流有了突破性的进展．数值计算时单宽过量已达141m^3／s．m．     

有压管道孔口消能效率分析

在分析有压管道消能问题的基础上,提出了二种典型实用的孔口消能方式：末端式消能和在线式消能。在研究孔口基本水力特性基础上,结合山西省万家寨引黄工程流量调节阀工程实际,对孔口消能效率及其与孔口流量系数、孔口过流面积和输水管道出口水头的关系进行分析研究。研究结果为类似工程设计提供了技术参考。