应用水滴随机喷溅数学模型预测挑流泄洪雾化的雨强分布

以初始抛射速度、出射角、偏移角和水滴直径等4个物理量为随机变量，建立了水滴随机碰溅的数学模型，并应用龙格一库塔(Runge-Kutta)法和蒙特卡罗(Monte-Carlo)法，求得挑流泄洪雾化的地面降雨强度．在数学模型验证的基础上．应用水滴随机碰溅的数学模型预测了某水电站挑流泄洪雾化的雨强分布．     

雾化雨入渗暂态饱和区对边坡稳定影响程度研究

高坝泄洪期间,雾化雨严重,不同的泄洪消能方式,雾化程度不同.雾化雨对近坝岸坡表面造成强烈冲刷破坏,在一些岸坡条件下入渗往往造成边坡深层滑动,造成灾害.选取某电站下游一堆积体边坡,建立非稳定渗流计算模型,对不同工况进行数值模拟计算,研究堆积体边坡内暂态饱和区的扩展过程与安全系数的变化规律以及二者之间的关系.研究表明,不同的雾化雨强度对水分入渗边坡的影响程度不同,雾化雨强度越大,形成的暂态饱和区就越大;边坡的稳定安全系数就越小,安全系数最多降低了6.57%.     

雾雨作用下的非饱和边坡稳定性研究

提出了一种雾雨作用下非饱和边坡的稳定性分析方法，采用模糊综合评判理论预测挑流泄洪雾化降雨量，将有限元法应用于模拟降雨入渗引起的边坡饱和非饱和暂态渗流场；采用有限差分法分析滑坡在渗流荷载作用下的稳定性，研究中综合运用了泄洪雾化降雨量的预测结果及渗流场的模拟结果，并在力学分析中直接使用了渗流分析的有限元网格，使得渗流力学的考虑更加精确，以水布垭水电站坝区台子上滑坡为工程实例，分析了台子上滑坡在雾雨征的非饱和边坡稳定性问题，所得结论符合实际。     

立洲水电站表孔体型优化试验研究

立洲水电站具有河谷狭窄、落差较大、单宽流量也较大等特点,泄洪消能是该水电站的设计和建设中非常突出的关键性技术问题.立洲水电站采用拱坝的1个中孔、2个表孔和水垫塘消能.如果表孔体型优化不当,会造成泄流能力下降,落水冲击岸边,水垫塘底板冲击动压大,泄洪雾化严重.经诸多方案的试验比选,最终推荐方案使坝身表孔水流沿程横向收缩、纵向扩散,在空中呈窄而高且长的流态,从而与中孔的水股互相穿插而不发生碰撞或少碰撞,减弱了因水流空中碰撞所造成的泄洪雾化,落水不再冲击岸边,同时使水垫塘底板冲击动压处在较低的范围内.     

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.     

某水电站左岸边坡泄洪雾化防护措施比选

根据泄洪雾化范围的估算式,参照二滩电站等重大水电工程设计所采用的雾化范围,确定所研究水电站的泄洪雾化范围;结合电站的主要结构面性质,确定其左岸下游潜在的滑坡体。基于考虑泄洪雾化作用的饱和非饱和非稳定渗流理论,研究了左岸下游边坡潜在滑坡体周界上的扬压力随泄洪雾化过程的演变规律,在设计防护方案的基础上提出3种防护比较方案,通过对不同方案的防护效果比较,最终确定了最优的泄洪雾化防护方案。     

古田双口渡水电站整体水工模型试验研究

由于双口渡水电站的溢流坝泄洪单宽流量大及下游河床狭窄且地质条件较差,原初步设计中担心其 溢流大单宽泄洪对水舌挑距及两岸稳定性的不利影响,挑射水舌受径向集中的强烈影响会对下游河床产生 的严重冲刷等问题．为此本水工试验除了验证泄流能力、水面线及流速分布等常规试验内容外．着重研究 分析溢流拱坝大单宽泄洪对水舌挑距及两岸的不利影响程度,同时重点研究挑射水舌受径向集中的强烈影 响对下游河床产生的严重冲刷问题,并采取一定的工程措施,最大限度地减轻下游河床冲刷,确保拱坝安 全泄洪．     

雾雨对顺层岩质滑坡的作用及敏感性

黄河上游积石峡水电站坝后Ⅰ号滑坡在微地貌、坡体物质和坡体结构等方面具有显著的平面分区性和剖面分层性．多种极限平衡方法计算结果表明：当前该滑坡整体处于稳定状态但不同区和不同层的稳定状态不同。根据该水电站的工程特点和泄洪方案，估算了泄洪雾雨的作用范围．用FEM方法计算了雾雨入渗条件下该滑坡体内的渗流场特征，进而采用多种极限平衡方法评价雾雨作用下滑坡的稳定性，并就雾雨强度和上升高度对滑坡稳定性的影响开展了敏感性分析．分析结果表明：当前滑坡处于稳定状态，但未来泄洪雾雨条件下雾雨使稳定性下降而处于极限平衡状态，不同高程位置和不同层对雾雨的强度和上升高度的敏感性不同．     

多层水平淹没射流新型消能技术发展与应用述评

多层水平淹没射流是一种新型消能型式,具有流态稳定,消能效率高,雾化低,适应性强等特点．长期以来国内外研究人员对多层水平淹没射流进行了大量的研究工作,目前已经认识了该消能工流场中的许多机理与水力特性．基于此,比较分析了国内外对多层水平淹没射流问题在理论分析、模型试验和数值模拟研究3个方面的研究现状,评述了三者研究方法对多层水平淹没射流的预测能力．同时针对向家坝水电站高水头、大单宽流量、多泥沙的泄洪消能技术难题,探讨了多层水平淹没射流在向家坝水电站中的成功应用,为同类工程及环境影响要求较高的工程提供了重要参考,也为今后该领域的研究方向提供科学依据．     

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。     

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。     

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．     

负电晕放电等离子体雾化水处理器的设计

为提高放电等离子体技术脱除水中污染物的效率,设计了一种采用负电晕放电方式的水处理装置:待处理水自放电喷嘴电极进入放电反应室,经放电雾化形成小液滴,大大增加了放电等离子体对水中污染物的作用几率.研究了不同喷嘴电极直径和雾化水流量对该处理器电气特性的影响,并对放电等离子体进行了发射光谱的测量.     

不同类型拦挡坝拦蓄特征试验研究

由于陇南泥石流灾害破坏性强,拦挡坝拦蓄性能不清晰,因此通过无泄水涵洞拦挡坝、有泄水涵洞拦挡坝及不设拦挡坝的对比试验,模拟了泥石流发生后坝体的拦蓄性能和流体特征。通过试验获取了坝后淤积物体积函数模型,并讨论了拦挡坝振动加速度、冲击力和槽底不同位置处含水率变化情况。结果表明：加拦挡坝减弱了泥石流对试验槽壁和槽底的陶蚀振动,无泄水涵洞拦挡坝因坝体封闭,短期内淤积了大量泥石流,导致其对试验槽的振动小、流通间隙短,对坝前的冲击力整体减弱,水石分离变差;有泄水涵洞拦挡坝因涵洞的汇流、疏通作用,导致其对试验槽振动较大、流通间隙较长,其坝后淤积量为无泄水涵洞拦挡坝的1/3,且因涵洞的分流作用,使其对坝前冲击力整体增大。分析含水率数据得出,淤积区和未淤积区的分界处,其含水率较其他部位低。基于上述单拦挡坝的性质,再加之陇南多数拦挡坝已淤满,因此,构绘了多坡度新型拦挡坝,其主要特征为,在坝体的背面设置了不同坡度的冲击面,其很好地减弱了泥石流的冲击力,多坡度面分别为跌水区、缓坡区、大角区。     

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,...     

材料的各向异性对渗流场的影响分析

在土石坝设计中,材料渗透参数的选取是坝体防渗设计的重要部分,它对坝的渗透稳定起着至关重要的作用.考虑非饱和区的影响,在材料各向异性的情况下,分别对其进行渗流计算分析,计算结果表明:在非饱和区的存在和材料渗透参数的各向异性的条件下,单宽流量明显增大;非稳定渗流下,自由面变化显著.     

软基上溢流坝下游消能设施水力特性研究

介绍了过坝水流的水力特性,分析了Ⅰ型消力池和Ⅱ型消力池过坝水流的水力特性。     

Numerical Simulation of Dissolved Oxygen Supersaturation Flow over the Three Gorges Dam Spillway

<正>Introduction Since the Three Gorges reservoir started to store water in 2003, the strong turbulence in the water flow from the flood discharge has increased the mass transfer from the air to the water jets, which greatly increases the dissolved oxygen (DO) concentrations downstream.     

江垭碾压混凝土重力坝渗流特性分析

运用固定网格的结点虚流量法、非均质成层材料单元、缝面无厚度平面单元等,对江垭碾压混凝土坝渗流场进行了建模与分析研究,在反演出坝体几种主要筑坝材料的渗透系数张量的基础上,再通过对多种典型工况的敏感性反馈计算,进一步研究江垭大坝渗流场的渗流特性和渗流场水头分布规律,进而提出碾压混凝土坝防渗与排水渗控方案设计的建议。