贵港二线船闸输水系统水力特性原型观测

贵港二线船闸是西江航运干线中的重要通航枢纽,采用简单的闸墙廊道侧支孔出水及双明沟消能的分散输水系统布置型式。为验证输水系统布置及闸阀门运行方式是否合理,对船闸输水系统进行了水力特性原型观测试验。观测结果表明：闸室水力特性及船舶停泊条件基本满足规范及设计要求,船闸进出水口及闸室内流态较好;在当前船闸水头及推荐的阀门运行方式下,输水末期闸室内的超高、降超出了规范要求,改善闸阀门运行方式后,有效降低了惯性水头;船闸原型与模型间流量系数存在偏差,偏差值不超过6%;双线船闸在不同工作时序下运行,相互影响不大。     

原型观测试验在泄洪闸门振动特性分析中的应用

水库表孔泄洪闸是水库大坝安全运行的重要保障。实践证明,水库泄洪闸门在动水启闭过程存在不同程度失稳现象。因此,闸门动态受力研究引起越来越多的关注。以某水库泄洪弧形闸门为工程背景,采用原型观测试验手段,对泄洪闸门振动特性进行研究,得到泄洪闸门体结构强度、固有振动特性及不同开度下的振动规律,对闸门结构运行可靠性进行评估。试验结果表明:泄洪闸门体结构静态受力安全,但在小开度及大开度均存在明显振动,中间开度运行趋于平稳。该研究成果对泄洪闸安全稳定运行具有指导意义。     

基于原型观测的高水头泄洪洞通气特性研究

掺气减蚀是降低高速水流对泄水建筑物造成空蚀破坏的一项重要措施。以锦屏一级水电站原型观测试验为基础,分析了原型观测数据结果,研究了泄洪洞整体通气系统的通气特性以及泄洪洞通气量与泄洪水流间的关系。研究表明,泄洪洞及掺气竖井进气量随闸门开度增大而增大,补气洞进气量随流量增大而增大,但泄洪洞的洞顶余幅会限制进气量随流量的线性变化,洞顶余幅越小,进气量相应减小。     

丰满重建工程泄洪兼导流洞弧门流激振动原型观测成果研究

弧形闸门是水工建筑物中运用最广的门型之一,但不少闸门运行中发生强烈振动。动水作用下闸门结构的流激振动、动力稳定性及安全可靠性等问题正受到越来越多的重视。对丰满重建工程泄洪兼导流洞弧门开展系统的闸门流激振动和静、动力原型观测,取得闸门运行的第一手实际动态资料。通过系统分析评价,为闸门的安全运行制定合理操作规程,并指导未来的工程运行管理,具有十分重要的工程指导意义和科学价值。     

丁坝对弯道水流水力特性影响的研究

针对丁坝对弯道水流水力特性影响的问题,建立了相应的概化模型,通过数值模拟的方法,利用RNG k-湍流模型封闭Reynods方程,VOF法追踪自由表面,通过有限体积法离散求解,模拟研究了不同弯道中心角情况下,丁坝对弯道水流横向水面超高和流速场的影响。结果表明:在丁坝影响下,弯道水流水面横比降计算公式需要进行修正,应当考虑丁坝对河道的束窄、丁坝尺寸和弯道角度等综合因素的影响。     

高海拔地区气压环境对高速水流空化特性的影响

为定量评价高海拔地区的低气压环境对水流空化特性的影响程度,通过理论计算单气核临界压强在不同气压条件下的变化,分析单气核临界压强变化对初生空化数的影响程度,并进行不同海拔高程下水流空化数的敏感性分析。研究成果表明:低气压环境下,气核初生空化数和水流空化数均减小,但水流空化数减小的程度远远大于初生空化数减小的程度,其他条件相同的前提下,高海拔地区的高速水流空化空蚀风险增大。研究结论可为高海拔地区高速水流的空化空蚀设计和评价提供参考。     

基于原型观测的输水渠道糙率取值及变化分析

为了研究长距离渠道糙率的合理取值,依据北疆输水工程总干渠2011—2016年逐日水位、流量数据,采用曼宁公式反算典型断面糙率,并构建一维非恒定流水动力模型对渠段糙率进行校核,分析长距离渠道糙率在渠段间的差异及边壁粗糙度随运行时间的变化情况。结果表明:断面的实测糙率与顺直渠段糙率相符,总干渠顺直段糙率在0.015～0.016,弯道明显的渠段,弯度校正因子在1.15～1.50,大小与弯道复杂程度相关;渠道糙率随运行时间呈增长趋势,总干渠等效粗糙度中期运行的年增幅约为18.54%。     

基于强度折减法的桩基础试验与数值计算研究

为研究桩基础在竖向荷载作用下的极限承载力,引入强度折减法来分析桩基础的极限荷载,给出将P-s曲线的突变尖点作为桩基破坏标志,依托ANSYS软件的Smart智能分网建立桩土体的有限元模型,通过桩基础室内模型试验与数值仿真结果对比,研究了基底为黏土的桩基极限承载力、桩侧摩阻力、桩端反力与桩顶位移的变化趋势,结果表明：强度折减法计算的极限荷载与静载荷试验方法判定的极限荷载基本一致,表明强度折减理论极限分析的可行性,也表明了试验结果的可靠性。将强度折减法运用到工程实例中,得到极限荷载值固定后,可降低工程桩验证数目,产生了良好的经济效益。     

基准线法仪器实现超量程观测技术的研究与应用

针对变形观测基准线法规格种类多且难实现大变形量监测等实际问题,通过对仪器超设计量程的常规处理方式进行了深入地分析,结合基准线法的布设特点和建筑物的变形规律,掌握了超量程观测技术.该技术较好地解决了变形观测精度和资料序列连续性的问题,并将高精度的真空管道激光准直变形监测系统应用于瀑布沟砾石土心墙堆石坝大位移量监测中,收到...     

高应变动力试验和低应变反射波法在引黄工程总干三级泵站GIS室基桩检测的应用

介绍了高应变动力试验和低应变反射波法的基本原理和方法,并通过在引黄工程中的应用,说明了该技术解决桩基工程问题的能力.     

安康水电站泄水建筑物的水力学原型观测

安康水电站的泄洪消能布置中使用了宽尾墩、折流墩、异型挑坎和窄缝挑坎，其中宽尾墩消力池联合消能工在国内外是首次采用，对其进行水力学原型观测，验证新型消能工多年的试验研究成果，有重要的现实意义。从１９９０年到１９９３年，北京勘测设计院与有关单位联合进行了安康水电站水工建筑物水力学原型观测。     

闸门流激振动全水弹性模型试验的原型验证

由于弹性结构与其周围流场存在着复杂的相互作用,单纯数值方法还不能正确预报这种水弹性振动,因此,水弹性模型试验已成为预报流场中结构原型行为的唯一方法.在对水弹性振动模型相似准则和研制的闸门水弹性振动模型材料性质简要介绍的基础上,对三峡大坝导流底孔弧形闸门全水弹性模型振动试验成果和其原型振动观测成果作了多方面对比分析.结果表明:全水弹性模型试验预报的原型闸门的动力特性、振动加速度、结构动静应力与原型闸门在相近条件下的实测成果颇为一致,从而验证了闸门全水弹性模型对原型闸门流激振动行为预报的可靠性.     

隔河岩水利枢纽水力学原型观测

１９９２～１９９３年对隔河岩工程的原型观测部位包括一、二级消力池、表孔、深孔以及电站引水隧洞和厂房。观测内容有脉动特性、流态、雾化程度和范围、掺气以及空化情况等。观测结果表明，一级消力池是安全的，二级消力池起到了消能作用；４号深孔洞身时均压力分布均匀，无负压，设计侧墙高度满足运行要求；电站１～４号机进口快速闸门漏水量达到或超过设计允许值，１号机导叶漏水量满足设计值。     

大型水利枢纽泄洪雾化原型观测研究

大型水利枢纽,尤其采用挑流消能工的高坝工程,在泄洪时产生的雾化降雨强度远超自然降雨,由此对枢纽正常运行、泄洪区交通安全、周围环境等均构成危害。对金沙江下游溪洛渡水电站大坝深孔泄洪时雾化影响范围、降雨强度分布、气象特性等进行了重点观测研究。结果表明:溪洛渡水电站深孔泄洪雾化降雨强度分布呈现局部降雨强度大、降雨强度沿纵向及岸坡方向递减速度快的特点;观测工况下最大降雨强度达4 704 mm/h;观测时段自然风速未超过3.5 m/s条件下,泄洪区最大风速达16.3 m/s;自然气压为0 kPa、空气湿度为85%左右时,最大气压约为96 kPa,空气湿度为100%。观测成果一方面可对溪洛渡水电站岸坡防护设计进行验证,并为以后类似工程的岸坡防护设计提供参考,另一方面可为其他研究手段的完善提供丰富详实数据,具有重要价值。     

东风水电站泄洪振动原型观测分析

利用原形观测的方法对东风电站在不同工况下中孔泄洪振动观测、拱坝坝体泄洪振动观测、溢洪道泄洪时，溢洪道右边墙振动观测。并对观测结果及坝体运行进行了分析。     

盘道岭隧洞除险加固工程糙率原型观测及过流能力分析

盘道岭隧洞为长距离无压隧洞(长15.723 km),因地层岩性复杂、地质条件恶劣,出现了裂缝、表面混凝土剥蚀、地下水外渗等安全隐患。于2013年9月实施了除险加固,在洞壁套衬了最小衬砌厚度为0.25 m的钢筋混凝土,减小了隧洞过水断面。加固后隧洞表面较原隧洞光滑,糙率有所减小。隧洞过流能力能否满足设计要求,糙率是关键,常规计算及试验难以满足精度要求,为此进行了原型观测。介绍了糙率原型观测的理论依据、观测手段及方法,并对各段观测糙率的合理性及泄流能力进行了分析。观测分析表明:疙瘩沟矩形明渠段、隧洞进口未加固段、隧洞进口加固段和隧洞出口加固段的糙率分别为0.013 07,0.015 49,0.011 16,0.010 52,结合观测断面内的水位测定值,分析得出盘道岭隧洞经除险加固后过流能力满足设计要求。观测成果可为类似引调水工程优化设计、节约工程投资提供科学依据。     

水电站蜗壳结构模型试验和原型观测的发展现状

鉴于模型试验和原型观测在水电站蜗壳结构研究中无可替代的作用,分别系统回顾了蜗壳结构模型试验和原型观测的发展历史,结合发展现状指出:当前垫层蜗壳结构模型试验研究有待进一步深入,将结构动力试验技术用于研究蜗壳结构的动力特性将是未来蜗壳结构模型试验的重要发展方向;我国已有的大量蜗壳结构原型监测资料多数未见公开,将监测资料与计...     

京石段节制闸流量系数原型观测与分析

京石段应急供水工程2008年临时通水系初次通水运行,总干渠输水控制和运行调度的水力学问题,一直为设计和运行管理等各方所关注。介绍6座典型节制闸流量系数原型观测成果,并进行水力计算分析评价。观测条件下,各节制闸出流均为闸孔淹没出流,其流量系数μ1介于0.773～0.834之间,平均为0.815。各闸过闸流量实测值与计算值总体趋于一致,二者偏差介于-1%～5%之间,表明原型观测成果较为可靠,可为总干渠运行调度和输水控制提供技术支撑。     

不同坝型在不同流量下水力特性的试验研究

现代城市河流治理备受关注,除了要满足防洪排涝要求,保护河道的自然风貌,美化环境,也要符合生态的科学性原则[1],该文通过室内水槽模型试验,对城市河道修建挡水建筑物后在3种不同流量下水流特性变化进行实验研究。通过分析作者认为开口坝更有利于河道的流动水不给,且产生多级流速带,故可适应不同水生生物的生存,开口坝更利于坝体的稳定。本试验能为兼顾生态的城市河道治理提供依据。     

不同坝型在不同流量下水力特性的试验研究

现代城市河流治理备受关注,除了要满足防洪排涝要求,保护河道的自然风貌,美化环境,也要符合生态的科学性原则[1],该文通过室内水槽模型试验,对城市河道修建挡水建筑物后在3种不同流量下水流特性变化进行实验研究.通过分析作者认为开口坝更有利于河道的流动水不给,且产生多级流速带,故可适应不同水生生物的生存,开口坝更利于坝体的稳...