桐壩水利樞紐消力池的優(yōu)化模型試驗研究

根據(jù)該工程壩址下游特殊的地形條件,結(jié)合現(xiàn)場試驗條件,通過建立1:60水工模型,對溢流壩在不同運行條件下的水流流態(tài)進行觀測,驗證溢流壩泄流能力,對溢流壩壩面、壩趾反弧段及消力池底板處壓力分布進行研究,并通過消能試驗優(yōu)化消能建筑物結(jié)構(gòu)尺寸。

通過建立欽寸水利樞紐溢洪道水工物理模型,對原設(shè)計方案下工程實際運行情況進行試驗研究與分析,優(yōu)化了溢洪道進水口左側(cè)護岸、右側(cè)導(dǎo)墻的結(jié)構(gòu)形式和跳流鼻坎位置,從而使泄流流態(tài)更平順,水庫調(diào)度運行更合理,減少了工程量和工程造價,為工程設(shè)計提供了技術(shù)依據(jù)。

通過建立大隆水利樞紐溢洪道水工物理模型,對溢洪道運行的水力特性和體形結(jié)構(gòu)進行試驗研究,優(yōu)化了進水渠左導(dǎo)墻布置、控制段中墩形式和挑流鼻坎尺寸,使泄洪流態(tài)更平順,水庫調(diào)度運行更合理,滿足消能防沖要求,減少溢洪道工程的工程量和造價.

通過建立大隆水利樞紐溢洪道水工物理模型,對溢洪道進水渠左導(dǎo)墻、控制段中墩和挑流鼻坎尺寸進行優(yōu)化,使泄洪流態(tài)更平順,水庫調(diào)度運行更合理。在此基礎(chǔ)上對溢洪道的消能和防沖效果進行研究,在滿足設(shè)計要求的同時減少挑流鼻坎的工程量,降低溢洪道的工程造價。

亭子口水利樞紐具有泄洪落差與泄洪單寬流量均較大、建筑物布置相對比較集中、下游河勢復(fù)雜等特點。通過水工斷面模型試驗,對表、底孔體型及消能工進行優(yōu)化,推薦表孔采用寬尾墩消力池聯(lián)合消能型式,底孔采用突擴跌坎型式,并經(jīng)過整體模型試驗驗證,其泄洪消能均能滿足設(shè)計要求;通過在水工整體模型上對下游引航道左右岸線及河床的整治、隔流堤長度和堤頭偏角調(diào)整等方面影響因素的比較優(yōu)化,提出了可行的布置方案。

通過廣東省清遠水利樞紐工程水工模型試驗,研究了消力池底板脈動壓強的振幅及優(yōu)勢頻率。試驗結(jié)果顯示,消力池底板脈動壓強均方根最大值為8.58kpa,脈動壓強優(yōu)勢頻率在0.002~1.965hz之間,能量相對集中的頻率范圍均在2hz以下。試驗研究成果為該大型樞紐的水工設(shè)計提供了重要設(shè)計參數(shù)。

簡要介紹擬通過水工斷面模型試驗及整體模型試驗,研究泄水建筑物流態(tài)、泄流能力、體型優(yōu)化、消能效果、下游河床沖刷和防護措施,驗證樞紐布置方案的合理性,并針對試驗中存在問題提出修改意見,為初步設(shè)計提供技術(shù)依據(jù)。

采用11∶00的整體水工模型,對五里亭水利樞紐工程進行了水力學(xué)試驗研究;為設(shè)計提供了泄流能力、流態(tài)、流量水位關(guān)系曲線,以及沿程流速、壓力分布等許多難以通過計算準(zhǔn)確確定的水力參數(shù);澄清了設(shè)計中的一些疑難問題并為優(yōu)化設(shè)計提供了依據(jù)。

針對浯溪口水利樞紐進口流態(tài)、下游河道消能防沖、電站進口泥沙淤積等問題進行了試驗研究,通過縮短電站與低孔上游導(dǎo)墻,將其頭部改為半圓形,以及表孔段與左壩段之間的連接擋墻采用扭曲面平順銜接、表孔消力池內(nèi)設(shè)置消力墩等措施,取得了較好的效果.

枕頭壩江溝排水洞消力池優(yōu)化模型試驗研究——通過水工模型試驗，對消力池進行優(yōu)化，提出了在消力池后增設(shè)一道疏密相間的消力　　池趾墩。結(jié)果表明，通過優(yōu)化后，消力池下游二級水躍情況基本上消除了，同時減少了下游河道護坡高程。減少了工程量?！　?/p>

皂市水利樞紐消力池是該工程重要建筑物之一,該部位地層主要為志留系頁巖,少量為泥盆系薄層石英砂巖,且層間夾泥普遍,巖層傾向上游,傾角為50°左右,整體工程地質(zhì)條件較差。消力池底寬89m,池長117m,為保證消力池護坦的穩(wěn)定,采用了錨樁及錨桿聯(lián)合錨固措施。為選擇合理的施工工藝,驗證在相類似基巖下的錨樁的施工參數(shù),為設(shè)計錨樁提供依據(jù),提出在消力池錨樁施工之前,在地質(zhì)條件相似的基礎(chǔ)上做錨樁生產(chǎn)性實驗,其中入巖6m和8m的各一組。試驗結(jié)果表明:錨樁抗拔力主要與施工質(zhì)量有關(guān)。因此,實際施工中應(yīng)控制好錨樁的施工質(zhì)量。

對克孜加爾水利樞紐導(dǎo)流(兼泄洪)洞泄流能力進行水工模型試驗,驗證了導(dǎo)流洞進水口、洞身段、出口段、消力池等各段體形設(shè)計的合理性。試驗測得洞身段流速為23.07～27.86m/s,有可能產(chǎn)生空蝕破壞,建議在施工過程中過水表面的最大允許突起或跌落高度控制在10mm以下,對最大允許高度范圍內(nèi)所有的面平整體一律進行緩坡處理,并采用抗磨、耐久性強的混凝土襯砌。

西藏旁多水利樞紐截流施工具有高海拔、一次截流、隧洞導(dǎo)流、河床抗沖能力差等特點,通過1:60比尺的模型試驗,提出采用部分龍口段平拋護底、右岸預(yù)留裹頭的截流方案,平順了合龍前龍口流態(tài),提高河床抗沖刷能力,節(jié)省了拋投量。該截流布置型式對于其他水利工程截流方案設(shè)計具有一定的借鑒意義。

河工動床模型為江河治理做出過巨大貢獻,它是解決重大工程泥沙問題的主要手段。結(jié)合庫區(qū)泥沙試驗,觀測不同流量情況下浯溪口水電站取水口附近河道及攔沙坎內(nèi)的流速流態(tài)情況,分析電站進口的引水防沙條件,研究電站取水口防沙設(shè)施設(shè)計布置的合理性,提出改善電站進口引水防沙條件的工程措施。觀測不同流量情況下電站廠房尾水渠的水沙條件,包括尾水渠的流速流態(tài)和壩下游河床沖淤形態(tài)及對電站尾水出流的影響等。

針對一水庫兩電站優(yōu)化調(diào)度模型問題,以西藏拉洛水利樞紐為例,視拉洛水庫的拉洛、德羅水電站為1個虛擬電站的2個機組,將復(fù)雜的調(diào)度約束規(guī)則簡化為單一水庫調(diào)度的流量約束,以發(fā)電量最大化為目標(biāo)函數(shù),在生態(tài)流量、灌溉需水量等約束條件下,建立優(yōu)化調(diào)度模型,選取拉洛壩址多年旬平均流量過程作為來水,采用蟻群算法求解。結(jié)果表明,計算所得的調(diào)度成果合理,滿足約束條件,實現(xiàn)了拉洛水利樞紐發(fā)電收益最大化的目標(biāo)。該優(yōu)化模型在保證求解質(zhì)量和精度的前提下大大簡化了計算量。

飛來峽水利樞紐截流模型試驗研究——飛來峽水利樞紐工程6年工期5年建成，一期截流和二期截流成功是關(guān)鍵的因素?，F(xiàn)對截流模型試驗研究為飛來峽水利樞紐截流提供的成果進行論述?！　?/p>

飛來峽水利樞紐工程施工導(dǎo)流設(shè)計流量達１５５００ｍ３／ｓ，圍堰修建在深厚軟基上。圍堰防沖安全是工程成敗的關(guān)鍵技術(shù)之一，而施工期泄洪和通航是技術(shù)難點。通過明渠導(dǎo)流和河床導(dǎo)流方案的定床及動床模型試驗研究，選擇了河床導(dǎo)流方案，并聯(lián)合使用多種柔性防護措施，增設(shè)水平塊石護面作為防沖設(shè)施的第一道防線，使圍堰安全可靠。軟基沖刷、度汛、施工通航。船模研究等均為該工程主要技術(shù)問題。

百色水利樞紐消力池地基工程地質(zhì)條件較差,存在嚴(yán)重的不均勻變形問題,通過大量的勘探試驗研究工作,查明了消力池區(qū)的工程地質(zhì)條件,對存在的工程地質(zhì)問題進行了準(zhǔn)確評價,為設(shè)計提供合理的地質(zhì)參數(shù)和建議。

結(jié)合綽勒水利樞紐工程的特點，針對該工程低水頭、大單寬流量、低佛氏數(shù)泄洪的消能問題進行了多種方案的分析與比較，設(shè)計并對模型試驗結(jié)果進行了詳細的分析，最終選定t形墩消力池的消能方案。

復(fù)雜巖基上拱壩樞紐的整體 地質(zhì)力學(xué)模型試驗研究 拱壩試驗研究課題組’ (廣西大學(xué)水利水電研究所) 擒要本文介紹了某大型水電站樞紐重力拱埂整體抗滑穩(wěn)定的地質(zhì)力學(xué)模型試驗研究概況。 對復(fù)雜巖基上的水電站樞紐地質(zhì)力學(xué)模型試驗方法和試驗技術(shù)中的若干同題進行探討，包括相似 性要求、模型比尺選擇的原ji6、模擬內(nèi)窖、商窖重低變模模型材料及沿巖石層面晰夾層上的f值， 沿混疆土與基巖的膠結(jié)面f、c值試驗研究，模型加載系統(tǒng)廈量測系統(tǒng)設(shè)計等內(nèi)容。最后根據(jù)試 驗結(jié)果，分析了拱壩總體位移變化規(guī)律和大壩受基礎(chǔ)在超載條件下穩(wěn)定安全度和破壞機理，并指 出影響工程安全的薄弱部位。 關(guān)鍵詞地質(zhì)力學(xué)變形位移基礎(chǔ)穩(wěn)定 1概述 由于埂工建設(shè)及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來 越多的水工建筑物需要在具有復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造 的巖基上修建，拱壩建設(shè)亦不例外。在

根據(jù)該工程樞紐布置及地形地質(zhì)條件,結(jié)合試驗場地的實際情況及計算比較,通過建立1:50的水工物理模型,對溢流壩在不同運行條件下的泄流能力、水流流態(tài)、壩面壓強及其對下游河床和兩岸山體造成的沖刷問題以及對電站尾水渠的影響問題進行了試驗研究,對溢流壩閘墩形式、兩側(cè)導(dǎo)墻及電站尾水導(dǎo)墻進行了優(yōu)化。

對在建的夾巖水利樞紐溢洪道進行原設(shè)計水工模型試驗,發(fā)現(xiàn)由于轉(zhuǎn)彎明渠的影響,下游河床沖刷嚴(yán)重,易引發(fā)電站出水口堵死風(fēng)險.為了使設(shè)計更加安全合理,通過溢洪道優(yōu)化方案水力學(xué)試驗,提出優(yōu)化建議.對消能效果、河床及岸坡沖刷情況進行了評價.