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高拱坝表中孔窄缝式挑坎泄洪雾化特性分析

水力发电 2024年第5期50卷 70-75,87页

作者：刘要来柳海涛陈鸿杰孙双科宋泽明中国电建集团中南勘测设计研究院湖南长沙410014 中国水利水电科学研究院北京100038 华能澜沧江水电股份有限公司云南昆明650214

对古学水电站拱坝表中孔窄缝布置方案的泄洪雾化特性进行分析,根据物理模型试验成果,率定出不同频率洪水条件下,坝身表中孔的泄洪雾化水力因子,然后考虑水舌入水形态、复杂河谷地形及气象条件等因素,得到了泄洪风场与雾化降雨强度的等... 详细信息

对古学水电站拱坝表中孔窄缝布置方案的泄洪雾化特性进行分析,根据物理模型试验成果,率定出不同频率洪水条件下,坝身表中孔的泄洪雾化水力因子,然后考虑水舌入水形态、复杂河谷地形及气象条件等因素,得到了泄洪风场与雾化降雨强度的等值线分布。研究表明,坝身表中孔采用窄缝出口体形,泄洪水舌纵向拉开,水舌两侧溅水受到前部遮蔽,且当表中孔联合泄洪时,内外侧不同水舌间也发生相互遮蔽。由于水舌两侧雾化源受到削弱,使得窄缝体形在保证消能安全的同时,能有效减小两岸雾雨爬升范围。在坝身各种泄洪条件下,雾化降雨分布范围在坝下80~700 m之间,两岸雾化雨区爬升高度仅为120~140 m,右岸下游电厂尾水出口处降雨强度0~20 mm/h,已属自然降雨范畴。

关键词：泄洪雾化降雨强度数学模型高拱坝窄缝挑坎古学水电站

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窄缝挑坎收缩比对水力特性及冲刷特性影响试验研究

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窄缝挑坎收缩比对水力特性及冲刷特性影响试验研究

作者：赵佳源重庆交通大学

学位级别：硕士

我国西南山区的高坝工程通常具有流量大、水头高、河谷窄等特点,工程中常采用纵向扩散的消能出流方式,使水体充分拉升后跌入下游河道。如何通过改变消能建筑物体型得到理想消能效果一直是扩散型消能工需要突破的新方向。本文以新庙水电... 详细信息

我国西南山区的高坝工程通常具有流量大、水头高、河谷窄等特点,工程中常采用纵向扩散的消能出流方式,使水体充分拉升后跌入下游河道。如何通过改变消能建筑物体型得到理想消能效果一直是扩散型消能工需要突破的新方向。本文以新庙水电枢纽工程为对象,采用模型试验方法,重点研究窄缝挑坎收缩比对挑流水舌和下游河床冲刷特性的影响,主要结论如下:1.窄缝挑坎水舌特性:水流在通过窄缝挑坎受缩段过程中受消能工体型压缩的影响,坎内水深沿程显著升高、两侧水体逐渐向挑坎中轴线靠近,水流出坎后也因受挤压形成窄而长的水舌形态,在空中纵向拉伸,水舌中主流被挑向远离挑坎端的水舌外缘段,这一现象随窄缝收缩比减小而更加明显,当收缩比小到一定值后,挑出水舌由于重力作用,近坝侧会形成一段薄长水帘,水帘占出射水体比例较小,在收缩比较小时才可观测到。水舌挑射角随来流条件佛劳德数增加而增加,随窄缝收缩比增加而显著减小;水舌出坎水面线随收缩比减小急剧上升,随来流佛劳德数增加上升效果加剧;内缘挑距随来流佛劳德数增加而增加,随收缩比增加而增加;外缘挑距随来流佛劳德数增加而增加,随收缩比增加而减小。2.窄缝挑坎的冲刷特性:相同收缩比时,随来流佛劳德数增加,下游河床冲刷越严重,体现在冲刷范围的增大与冲深的增加。相同来流条件时,随窄缝收缩比的增加,受冲刷影响区域面积减小,纵向影响范围减小,冲刷集中于水舌落水区附近,冲刷程度更加严重。各工况下冲刷最深点均位于挑坎中轴线上,随来流佛劳德数增大偏向远侧移动,随收缩比增大偏向近侧。窄缝收缩比的变化中,冲刷影响范围和冲刷深度呈现反比关系。3.分析影响窄缝挑流下游局部冲刷的主要影响因素,包含单宽流量、下游水垫深度、河床泥沙粒径、窄缝收缩比,根据模型试验实测数据,并结合规范冲刷公式拟合出考虑窄缝收缩比的冲坑冲深估算经验公式。结果表明计算值与实测值拟合良好,为其他类似窄缝消能工冲刷问题提供冲坑深度估算依据。4.不同窄缝挑坎消能效率:随窄缝收缩比减小下游河床冲刷由范围小、冲刷剧烈的小冲坑转变为范围大、冲刷较弱的大冲坑。随着收缩比减小,冲刷程度明显减小（冲刷深度与淘刷砂石量减少）,河床受冲刷影响范围有所增加,工程应用中应根据实际需要进行取舍,选择消能工体型时应符合预期消能防冲的效果。

关键词：高坝工程窄缝挑坎水力特性冲刷特性冲坑深度消能效率

水布垭工程差动窄缝挑坎型溢洪道水力特性的试验研究

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水力发电学报 2007年第3期26卷 93-98页

作者：马吉明张永良郑双凌清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

对水布垭水利枢纽工程高水头大流量泄洪条件下,带有弯曲引水渠和差动窄缝挑坎的溢洪道水力特性进行了模型试验研究。观测了引水渠和溢洪道内的水流流速分布和流动形态,分析和评价了斜型差动窄缝挑坎挑流特性,初析了消能效果。

关键词：水力学溢洪道窄缝挑坎泄洪消能水布垭水电工程

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对称曲线边墙窄缝挑坎的体型设计方法

水利学报 2000年第5期31卷 70-75页

作者：刘韩生倪汉根梁川大连理工大学辽宁大连116024 四川大学四川成都610065

根据辐射水流特性 ,应用冲击波简化式 ,直接推导曲线反射扰动线方程 ,建立了无需试算迭代、且比较规范的对称曲线窄缝挑坎体型设计方法及水力计算方法 .

关键词：窄缝挑坎冲击波体型设计方法试算迭代法

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窄缝挑坎在高拱坝深孔中的初步应用研究

水利水电技术 2012年第6期43卷 23-27页

作者：张晓哲李乃稳李龙国刘超四川大学水利水电学院四川成都610065 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

在锦屏一级水电站(拱坝坝高305 m)整体水工模型上将窄缝挑坎应用于高拱坝泄洪深孔,对窄缝挑坎体型参数选择和布置进行了试验研究。试验结果表明,窄缝挑坎应用于高拱坝深孔,可以获得窄长下泄水流流态;边墙压力测量结果显示,深孔采用窄缝... 详细信息

在锦屏一级水电站(拱坝坝高305 m)整体水工模型上将窄缝挑坎应用于高拱坝泄洪深孔,对窄缝挑坎体型参数选择和布置进行了试验研究。试验结果表明,窄缝挑坎应用于高拱坝深孔,可以获得窄长下泄水流流态;边墙压力测量结果显示,深孔采用窄缝挑坎后边墙无负压出现,但在窄缝收缩起点附近存在压力增大;射流水舌在水垫塘内纵向扩散效果显著,水垫塘底板时均冲击动压分布相对常规挑坎时而言更加坦化,底板冲击动压差也大大减小,这对水垫塘底板稳定和减小射流冲刷有利。

关键词：水力学高拱坝泄洪消能窄缝挑坎水垫塘锦屏一级水电站

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窄缝挑坎收缩段急流冲击波特性的探讨

水利水电技术 1989年第8期20卷 11-15页

作者：黄智敏翁情达武汉水利电力学院

窄缝挑坎是五十年代国外开始采用的一种新型消能工。近年来,我国许多院校和科研单位对窄缝挑坎的体型和水力特性也开展了大量的研究,提出了许多有益的认识和建议。本文对窄缝挑坎收缩段的急流冲击波特性进行了较详细的分析研究,将窄缝... 详细信息

窄缝挑坎是五十年代国外开始采用的一种新型消能工。近年来,我国许多院校和科研单位对窄缝挑坎的体型和水力特性也开展了大量的研究,提出了许多有益的认识和建议。本文对窄缝挑坎收缩段的急流冲击波特性进行了较详细的分析研究,将窄缝挑坎收缩段的水流分为波前上游区和波前下游区两个不同流态的区域,对波前上游区水力要素的沿程变化规律作了初步的探讨。同时在伊本等人提出的急流冲击波计算公式的波前上游边界条件的基础上进行了修改补充,可用作窄缝挑坎收缩段边墙水面线的计算,并作为确定窄缝挑坎边墙基本尺寸均依据。

关键词：窄缝挑坎收缩段急流冲击波

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窄缝挑坎水翅轨迹及降雨特性研究

长江科学院院报 2017年第12期34卷 44-47页

作者：黄国兵杜兰王才欢聂艳华长江科学院水力学研究所武汉430010

窄缝挑坎因边墙收缩形成的水翅击打岸坡,可能会对岸坡稳定构成威胁,而相关研究鲜见报道。为了揭示该消能工水翅运动规律及其形成的降雨强度在下游临岸侧的分布特性,通过建立系列物理模型,开展了窄缝挑坎收缩比和挑角与水翅特性间关系研... 详细信息

窄缝挑坎因边墙收缩形成的水翅击打岸坡,可能会对岸坡稳定构成威胁,而相关研究鲜见报道。为了揭示该消能工水翅运动规律及其形成的降雨强度在下游临岸侧的分布特性,通过建立系列物理模型,开展了窄缝挑坎收缩比和挑角与水翅特性间关系研究。结果表明:随着收缩比减小,水翅被抛射得越高,次生水翅引起的降雨分布区域位置上移、范围增大;随着挑角减小,水翅顺水流向运动轨迹变化不大,但横向扩散加剧导致降雨横向分布范围增大。在此基础上提出了次生水翅横向扩散系数的概念,可用于预测不同挑坎体型下次生水翅引起下游降雨范围的形状特征。该成果可丰富窄缝挑坎研究内容,扩大研究范围,并为其体型设计提供更全面的理论依据。

关键词：窄缝挑坎水翅降雨强度收缩比挑角

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宽尾墩及窄缝挑坎的水力计算

水力发电学报 1990年第1期9卷 7-15页

作者：李桂芬刘清潮水利水电科学研究院

本文针对宽尾墩及窄缝挑坎等收缩水流要素,对于对称曲边墙收缩水流,用坐标变换方法提出了二维数学模型及计算方法。同时,对于对称直边墙收缩水流,提出了用极坐标系统的二维控制方程,并求解出这种水流参数,籍此解决了过去在处理边界问题... 详细信息

本文针对宽尾墩及窄缝挑坎等收缩水流要素,对于对称曲边墙收缩水流,用坐标变换方法提出了二维数学模型及计算方法。同时,对于对称直边墙收缩水流,提出了用极坐标系统的二维控制方程,并求解出这种水流参数,籍此解决了过去在处理边界问题上的难题,也提高了计算精度。

关键词：宽尾墩窄缝挑坎水力计算

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非对称窄缝挑坎水力特性研究

人民黄河 2018年第6期40卷 116-120,132页

作者：彭引田忠肖鸿藏兴科冯艳如四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

非对称窄缝挑坎是针对山区弯曲河道泄洪消能的一种新型消能工。基于水力学模型试验研究了偏转角为0°~10°非对称窄缝的水力学特性,重点分析了挑流段水面线特性、边墙压力分布、挑距及入水范围。模型试验上游来流采用有压装置生成,参照... 详细信息

非对称窄缝挑坎是针对山区弯曲河道泄洪消能的一种新型消能工。基于水力学模型试验研究了偏转角为0°~10°非对称窄缝的水力学特性,重点分析了挑流段水面线特性、边墙压力分布、挑距及入水范围。模型试验上游来流采用有压装置生成,参照规范建议值选定了窄缝消能工模型的收缩比、挑角等参数。试验结果表明:弗劳德数Fr与非对称偏转角对挑流水面线、边墙荷载、挑距有较大影响。非对称窄缝挑坎可以有效地使挑流发生转向,相比对称窄缝挑坎,在相近的流量下非对称窄缝水舌扩散更为均匀,从而有效减弱了水舌对两岸的冲刷,减小了水舌对河床的冲击力度。

关键词：窄缝挑坎消能工非对称高坝山区河流