浅析泄水建筑物的泄流能力

本文从泄水建筑物的研究重要性出发,描述了泄水建筑物的各种型式,而后是泄流能力的叙述,分堰流和孔流两部分。主题部分是分析泄水建筑物过流能力,从体现泄流能力的流量到流量系数的确定,还分析了影响泄水建筑物过流能力的一些因素。     

双层泄水建筑物泄流能力试验研究

本文通过闽江水口电站导流模型试验，研究了堰与底孔结合的双层泄水建筑物的泄流能力， 建立了双层泄流时的孔流（底孔）计算公式（３）与堰流计算公式（４）．经试验验证由于双层泄流时 宽顶堰上的收缩水深ｈ０～ｈｒ（ｈｒ为临界水深），行近流速增大，因此双层泄水建筑物泄流能力比 起在同样上、下游水位下堰与底孔单独泄流能力之和为大．在水口工程条件下，宽顶堰与底孔结 合双层泄流时约增大１０—１５％，溢流坝与底孔结合双层泄流时约增大２—３％。这为双层泄水建 筑物的堰与底孔合理设计提供了依据．     

机翼形堰水力特性的势流模型研究

0 前言河岸明流溢洪道或表孔泄洪隧洞的控制堰往往上游相对堰高很小而下游相对堰高很大.对适用这种情况的堰型研究尚不多.注意到美国国家航空咨询委员会提出的机翼形堰有其明显的体型特色,本文对这一新堰型4种剖面的二维流场进行了势流模型研究,用有限元法解出了泄流能力和堰面压强分布.研究表明这种堰可能是明流河岸泄水建筑物控制堰的一种较优堰型.     

闸堤枢纽与闸桥枢纽水力特性的试验研究

在平原河道,当排涝水位和分洪水位、排涝流量和分洪流量相差悬殊,又有蓄水灌溉要求,而河道本身宽阔时,采用主河道布置节制闸、两侧滩地布置溢洪道的枢纽布置形式比全河宽采用节制闸的单一布置形式经济。结合工程,对这两种枢纽布置对应的上下游流速分布、泄流能力等进了对比试验。对平原水闸过闸落差的确定、对闸桥枢纽各泄流部分对应的行近流速取值以及消力池尾槛高度对淹没堰流流量计算影响等问题进行了试验研究。     

水库调洪计算的函数网解

本文给出了水库调洪计算的函数网方程式:对泄水堰:(?)对孔口或泄水涵道:(?)根据此两式分别绘制了适用于泄水堰及孔口或泄水涵道的函数网,当进行水库调洪计算时,仅在于应用现成的专用座标纸——函数网而已,计算甚是简便,特别用于多方案计算中尤感方便。     

基于水跃的综合性实验设计与教学实践

该文设计了以水跃实验为核心的综合性实验,涵盖了堰流、闸孔流、明渠流等水流流态,涉及了堰流系数、闸孔流量系数、共轭水深、佛汝德数、水跃跃长、水跃消能率、流速分布等水力学特性指标。教学方案中注重培养学生自主设计边界条件与实验方案,成果分析中强调文献综述与对比分析,并且提出了总结交流环节。实验方案可较大程度发挥学生的主观能动性,进而提高学生的数据分析能力,达到在工程实践中灵活运用知识的目的。     

尾矿库排洪系统水力计算研究

尾矿库的排洪系统具有进水口多,水流流态复杂等特点,其水流形态与常见的水利工程泄水建筑物过流有较大的差别.本文采用传统的水力学方法对某工程尾矿库的排洪系统的泄洪能力进行计算,确定尾矿库的水位与下泄流量关系曲线,然后根据水量平衡方程进行调洪演算,确定排洪系统所需的调洪库容和调洪水位,从而为尾矿排洪系统设计提供可靠的依据.     

那兰水电站溢洪道设计

那兰水电站工程枢纽由混凝土面板堆石坝、岸边式溢洪道、引水发电系统及冲沙建筑物等组成,布置紧凑。溢洪道为岸边开敞式建筑,是枢纽唯一的泄洪建筑物。溢洪道沿线地质条件差,泄槽段基础有F2断层通过,岩石较软弱,消力池位于断层破碎带上,地基强度不够,抗冲刷能力弱,采用底流消能。还存在消力池高边墙稳定问题,设计难度较大,进行了水工模型试验及地基承载力原位试验研究,采取了基础处理措施,以确保电站的安全运行。     

陆丰市牛角牯水库溢洪道设计中几个值得注意的问题

溢洪道是水库枢纽中的主要建筑物之一,它承担着宣泄洪水,保护工程安全的重要作用。溢洪道在坝体以外的河岸上修建称为河岸溢洪道,当拦河坝是土石坝时,几乎都采用河岸溢洪道;在薄拱坝或轻型支墩坝的水库枢纽中,当水头高、流量大时,泄洪亦以河岸溢洪道为主;在重力坝的水库枢纽中,当河谷狭窄,布置河床坝顶溢流与坝后电站有矛盾,而河岸又有适于修建溢洪道的条件时,也要靠河岸溢洪道泄洪。因此,河岸溢洪道的应用是很广的。     

复杂嵌套网格模型及其在三河闸大修工况泄流流态模拟中的应用

针对三河闸启闭系统更新及土建附属工程实施时63扇闸门半侧开启泄流、半侧关闭更换启闭机的方案,构建三河闸枢纽泄流数学模型,采用结构网格疏密嵌套及2D-3D同步嵌套方法对计算区域进行离散。计算结果表明:(a)大修方案将使枢纽上下游产生大范围的回流区,局部单宽流量增大;(b)枢纽上游快活岭对过闸水流流态有重要影响;(c)与闸门全开工况相比,半开工况入闸水流存在明显偏流,北侧泄流时平均入流偏角最大,达到27.35°。根据数值模拟结果提出改善入闸水流流态的建议,为三河闸大修时水闸的调度、运行和管理提供参考。     

上游边坡系数对折线型实用堰流量系数的影响

为系统地分析无侧收缩折线型实用堰(简称折线堰)上游边坡系数对自由堰流流量系数的影响规律,采用VOF(volume of fluid method)方法和RNG k-ε紊流模型对下游边坡直立、上游边坡系数依次为0、0.3、0.5、0.8、1.0、1.5和2.0的7个折线堰模型进行数值模拟。数值模拟结果表明,随着堰顶总水头的增加,水面线曲率减小,流量系数增大,同时上游边坡系数对流量系数的影响逐渐减小。采用多元非线性回归方法建立了含有上游边坡系数的折线堰流量系数计算公式,该公式在堰顶总水头一定时,流量系数随着上游边坡系数先增大后减小。     

肯斯瓦特水利枢纽工程泄洪冲砂洞设计

肯斯瓦特水利枢纽为大(2)型Ⅱ等工程,根据枢纽布置方案并结合地形、地质条件,选择安全可靠、经济合理的隧洞型式是隧洞设计中的关键问题之一。泄洪洞在枢纽中的作用是渲泄洪水、灌溉、水库放空,布置在库区右岸。泄洪洞由引渠段、闸井段、洞身段、出口明渠段、消能段组成。防洪高水位时,设计泄量为500m3/s。根据枢纽区地形条件和泄洪洞的工作任务,水库汛期运行要求等情况,对泄洪洞提出以下3种不同的泄水建筑物布置形式,进行泄水建筑物方案设计。     

多孔出流泄洪消能特性与场地振动响应分析

为研究多孔出流泄洪消能特性与场地振动响应,文章以向家坝工程为例,参考原型调度情况,模拟4种不同调度方式下的泄洪过程,得到4种计算工况下流场、冲击压强、紊动能与紊动强度值,从水动力学角度分析不同调度方式下的消能特性以及消力池处紊动强度与场地振动响应的关系。结果表明：各计算工况泄洪消能效果良好;泄流量一定且开启孔口数相同时,通过改变孔口调度方式可进一步提升消能率;消力池底板和边墙处紊动强度计算幅值与原型观测振动加速度峰值显著相关,其中底板处紊动强度与场地振动正相关,边墙处紊动强度与场地振动负相关。根据计算结果,文中提出可供实际工程参考的优选调度方案。     

孔堰流过渡界限式的近似解

本文根据临界水深通过堰顶附近的假定,导出了由堰流向孔流过渡的理论界限表达式:(式中符号参看正文注解)e/H=1.28β(σ_s·ε·m)~(2/3)实际上由于闸孔相对予堰顶的位置,随不同工程的布置而异;即使同一工程如采用弧形闸门,随闸门的不同开启度,其所构成的闸孔相对于堰顶的位置也有所不同.故理论界限式中还须引进一个临界水深综合改正系数β,以得出近似解.根据初步研究,β的变幅一般情况下在β=(0.90～1.00)+0.01H之间.据此,验算了国内外六个工程31个有效组次,误差≤±3%者达61%,≤±5%者达94%,最大误差≤±6%者仅两组.故所提理论界限式的近似解,可供工程计算上参考应用.     

基于LS-SVM的侧堰泄流能力预测模型

为了准确高效地得出矩形侧堰流量系数(C_d),首先设计矩形侧堰模型试验,得出6种不同流量工况下的流量系数试验值,利用MATLAB搭建不同核函数的最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型,将影响C_d的各无量纲参数作为模型输入,C_d作为模型输出.研究表明：LS-SVM模型可用于矩形侧堰流量系数预测,且高斯核函数优于多项式核函数和线性核函数,在测试阶段最佳模型的性能指标平均绝对误差(MAE)为0.005,均方根误差(RMSE)为0.005,决定系数(R²)为0.966,表明该模型性能较好,精度较高,预测值较准确.本文提出了一种预测侧堰泄流能力的智能模型,讨论了不同无量纲参数对该模型的影响,验证了该模型的适用性,为类似水利工程提供参考依据,同时为解决复杂水力学问题提供新思路.     

月潭水库枢纽工程泄洪建筑物优化设计

月潭水库是一座以防洪为主的大(2)型水库,水库调蓄性能差,泄洪建筑物工程布置关系到水库安全运行和下游防洪安全.通过泄洪建筑物工程布置的优化设计,解决了水库汛期泄放中小洪水频繁开启底孔、消能效果差的问题.水库调度运用灵活,运行管理方便.     

过水建筑物变态模型水流相似性试验研究

参照黄河山东齐河河段北展分凌(洪)区豆腐窝分洪闸进行了模型设计和试验．依据实体模型相似理论，结合河道模型设计经验，选定变率分别为1.0、3.0、5.0、8.0、10.0、13.3的6个概化模型．对5个变态模型和1个正态模型的泄流能力、闸上游流场进行了试验对比研究．试验结果表明：变态系列模型垂线平均流速沿断面宽度的分布与正态模型一样，不同变率模型各断面平均流速与正态模型流速的偏离程度不大；流量系数与变率大小无明显规律，变态模型的流量系数比正态模型增大约0.06～0.22倍；建立了各变态模型的相对水头与流量系数m的表达式．     

顶部设置橡胶坝的复合型溢流堰试验研究

结合实际工程,对某顶部设置橡胶坝的复合型溢流堰进行了体型优化及过流能力两个方面的试验研究。模型试验表明:原设计方案的堰面存在大面积负压,不利于大坝安全运行,需要对复合堰的体型进行优化。另一方面,该复合堰由于堰顶设置了平台及橡胶坝袋的影响,其过流能力略低于一般实用堰。经多组修改方案试验比较,最终采用堰顶平台设凹槽、平台下游为幂曲线的复合型剖面。修改后的堰型有效减少了堰面负压区面积,改善了流态,并获得相对较高的流量系数。通过试验给出的复合型实用堰剖面形式及流量系数值为工程设计提供了可靠的依据。     

向家坝水库动库容特性及影响分析

为研究向家坝水库动库容特性及其对防洪的影响,本文以向家坝库区2013年汛期实测水位资料为基础,采用一维恒定流数学模型对动库容进行计算,分析了向家坝水库动库容随流量和坝前水位的变化,在此基础上进行了考虑动库容的调洪计算,分析了向家坝水库动库容对防洪的影响,结果表明:(1)在流量2 400~32 000m3/s、坝前水位370~380m范围内,向家坝水库动库容变化范围为0.033×108~2.25×108m3,占静库容的比例为0.07%~5.77%;(2)水库总库容随坝前水位的变化幅度小于相应静库容的变化,且流量越大,动库容对库容变化影响越大,因此考虑动库容后向家坝水库的防洪库容小于按静库容考虑的防洪库容设计值;(3)动库容对水库调洪影响有正、有负,考虑动库容后向家坝水库调洪结果更接近实际情况,但对其防洪能力影响不大,可以满足水库防洪要求.     

基于凭祥市那标水库洪水标准复核情况的分析

结合多年工作实践,详细分析了小(一)型水库洪水标准复核性质的基本原理,确定了该建筑物的等级以及防洪标准,通过对水文气象观测资料推求设计洪水,并经过调洪演算确定各种特征水位;校核该坝顶高程及溢洪道控制段顶部高程是否满足规范要求,给出防洪风险图,为防洪调度决策提供依据,提出小型水库大坝安全鉴定中洪水复核计算相对大,中型水库而言,可适当作些简化。