宽尾墩消力池联合消能工的消能机理及其水力计算方法

一、前言安康水电站河床坝段上的5个表孔是枢纽的主要泄洪建筑物,每孔净宽15m,设15m×17m(宽×高)弧形控制闸门,闸墩宽4 m,采用消力池底流消能工,消力池净宽95m。在设计洪水位333.10m时,5个表孔的总泄量14010m~3/S,人池单宽流量147.5m~3/S·m;校核洪水位337.05m时,总泄量为19045     

多级消力池的运行及其水力特性

中低水头水利枢纽泄洪建筑物常用多级(包括2级、3级)消力池消能。本文根据国内已建的11座采用多级消力池的工程的设计及运行情况,对多级消力池的水力特性进行了初步总结。多级消力池通常具有以下优点:(1)     

T形墩消力池的水力特性与体型研究

本文对Ｔ形墩消力池的水力特性和体型比较等问题进行了试验，给出了Ｔ形墩消力池的共扼比ηｔ，阻力系数Ｃｄ，墩坎反力ｐ及池长、墩位、消能率等计算式，为Ｔ形墩消力池的水力设计提供了可行的方法。     

低佛氏数新型消力池的水力设计

根据低佛氏数三元水跃的特性，提出新型消力池的水力设计准则，内容包括消力池深度、长度、尾槛、底板厚度、辅助消能工以及平台小槛和突扩翼墙等，与现行定型消力池相比，具有经济实用和创新的优点，可供新闸设计和老闸加固参考应用。     

水力自动翻板闸门泄量计算方法的探讨

针对安装有水力自动翻板闸门溢流坝（溢洪道）的泄量计算分析,提出一种较为简便的水力自动翻板闸门泄量计算方法。     

底孔混合消力的水力计算

水闸是一种低水头拦水建筑物，具有拦水和泄水的双重作用，在灌溉，防洪，排涝等水利工程中占有重要位置，闸后消力处理不好，底板尾部易被冲坑，甚至威胁闸体安全，底孔混合消力能有效地防止冲坑，本文结合工程实例，介绍了底孔混合消力，提出了水力计算公式，计算方法以施工，管理，运用等诸多方面问题，供同行参考。     

阶梯式溢洪道上水流的形态及其水力计算

综述了阶梯式溢洪道上的水流现象、消能机理、两种水流形态及其大致判别界限，并给出了舌状流与掠面流的不力计算方法。     

郭山东水库溢洪道水力计算方法简述

简述了郭山东水库概况,通过水力分析计算,得出了平陆郭山东水库溢洪道的泄洪能力,确定了泄槽段水面线、掺气水深及最大横向水面差,通过消能计算,选定了陡槽末端底流消能的合理尺寸,为溢洪道下一阶段的除险加固提供了设计依据.     

综合式消力池坎高与池深组合消能计算方法

现有底流消能计算中,综合式消力池坎高与池深组合计算的传统试算法十分繁琐,特别是坎上淹没系数计算需多次反复查表试算。为解决这一问题,通过无量纲原理、数学推导及MatLab软件数值分析,给出了坎上淹没系数简洁的高精度解析计算式,并通过对比分析得到该解析计算式最大相对误差仅为0.405%;同时还给出了跃后共轭水深的高精度解析计算式。在考虑消力池深与消力坎的组合消能影响下,给出简洁的无量纲消力坎坎高的解析计算式,并通过MatLab软件给出了无量纲坎高随无量纲单宽流量、下游水深以及消力池池深之间的二维曲面关系图,依据大量数值计算成果,给出了最不利消能工况下的坎高极值计算式。最后通过2个实例计算对比,可见所提出的简洁算法精度高且方便快捷,为工程实际设计提供了参考。     

明渠梯形断面消力池池深和尾坎高度的计算方法

为研究明渠梯形断面消力池池深和尾坎高度的计算方法,依据前人对梯形断面消力池水跃共轭水深、梯形断面量水堰(槛)的研究成果,采用能量方程研究梯形断面挖深式消力池、消力坎式消力池和综合式消力池深度和坎高的计算方法。给出了梯形断面消力池池深、尾坎高度的计算公式,通过算例说明了计算过程。提出的消力池深度、坎高的计算公式可以作为梯形断面消力池设计的参考。     

带消力池的交汇泄洪洞水力特性数值模拟

为探究支洞设置消力池时主、支洞交汇区域水力特性,采用RNG k-ε紊流模型结合VOF方法对某工程交汇泄洪洞水流进行了三维数值模拟.结果表明,交汇区域主洞右边墙处水深先增加后减小,左边墙处先减小后增加,下泄较长距离后横向水位趋于一致;交汇口侧下游附近最大负压随交汇角增大而增大;交汇角减小时,分离区最低水位位置向主洞下游移...     

消力池池深的简化计算法

通过对池深水力计算相关方程组进行数学变换,采用优化拟合的方法,以标准剩余差最小为目标函数,在工程实用范围内,经逐次逼近拟合获得了可直接进行方程组联立求解、最大相对误差小于2.8％的近似公式(其中相对误差小于1.0％的计算点占总点数的84％),具有一定的推广意义.     

消力池水跃消能试验分析

通过对水库溢洪道进行水工模型试验,从原方案到修改方案进行了消力池体型尺寸修改和加设消能工的多次试验,提出方案五为最优方案,并从跃前弗汝得数与消能系数的关系上论证了最优方案的合理性。     

东河水库溢洪道及输水隧洞水工模型试验

东河水库溢洪道、泄洪洞共用一个消力池，加之溢洪道、泄洪洞进口交叉，原初步设计中担心隧洞进口受溢洪道进水的影响，隧洞流量系数取值偏小。为此，设计人员会同相关单位进行水工模型试验，将原设计中出口闸墩下游端的体形由圆形改为椭圆曲线，降低了消力池底板高程，加深了消力池深度，增加了左侧边墙；从而解除了疑虑，为下阶段工程设计打下了基础。     

肯斯瓦特水利枢纽溢洪道流场的数值模拟研究

对新疆肯斯瓦特溢洪道及消力池建立了三维模型,采用结构网格和非结构网格结合的方式对模型进行了网格划分,利用Realizable k-ε紊流模型和VOF模型相结合的数值方法对其三维流场进行了数值模拟,结果表明,原设计方案下水流不稳定,消力池内消能效果较差。为此提出在消力池内增加T形墩的修改方案,增设T形墩后消力池内水流对称,消能效果显著提高,可达到工程设计要求。由此可见,数值模拟方法能够作为试验的补充方法,为工程实际应用提供依据。     

折坡扩散型消力池的水跃特性试验研究

折坡扩散型消力池在中小型水利工程中经常采用,消能效果良好,能较好地适应地形变化。但由于其边界条件的复杂性,对其水跃特性的研究较少。通过水工模型试验,对不同工况下折坡扩散型消力池的水跃流态、跃长、跃后水深等水跃特征进行了研究。分析对比了在相同来流条件下,平底等宽型、折坡等宽型、折坡扩散型消力池的跃后共轭水深。结果表明,相同来流条件下,相较于等宽型消力池,折坡扩散型消力池因其单宽流量较小,可以更好地适应下游水深,且所需消力池深度更小。     

岸边溢洪道中宽尾墩-消力池消能的水力特性研究

在阐述宽尾墩—消力池联合消能的基础上,将宽尾墩消能的思想运用到岸边溢洪道的消能防冲上。通过试验表明这一消能形式较其它方案消能充分,下游冲坑小,同时还可以大大缩短消力池的长度,取得了较好的效果。     

尾坎自由出流消能计算应用实例

消能工的消能设计对于下游河床的安全有着重要影响,当消力池下游连接斜坡段形成尾坎自由出流时,其消能计算方法尚不完善。根据龙洞水库安全鉴定实例,针对其溢洪道消力池尾坎自由出流的情况进行了消能复核计算分析,可为类似工程提供一定的参考和借鉴。