北河桥闸工程水工断面模型试验研究

合集下载

水工及河工模型试验

相似第三定理实际上就是模型试验结果如何整理、推广到原型的理论。
相似理论的意义相似理论实质上是指导模型试验的理论。按照相似理论，我们在模型试验中，必须满足定解条件相似，必须使相似准数相等，应当采集相似准数中所包含的各个物理量，并且将试验成果整理成相似准数之间的函数关系式，这样才可以将它们推广到原型中去。
3.2 模型试验相似理论
2 相似第二定理（相似逆定理）
定理描述：对于两个同类物理现象，如果它们的定解（单值）条件相似，而且由定解条件物理量所组成的相似准数相等，则现象必定相似。相似第二定理是关于相似条件的定理文字上由完全相同的方程式所描述；(必要条件)
定解条件相似；(必要条件)
3.1 相似现象及相似概念
二、力学系统相似的基本条件
1 几何相似
含意：两个体系（原型与模型）彼此所占据空间的对应尺寸之比为同一比例常数。正态相似： x y z l 变态相似： x y z x z 变率：
2 运动相似
定义：指两体系中对应的两个质点沿着几何相似的轨迹运动，在互成一定比例的时间内通过一段几何相似的路程，即两个体系动态相似。
F 1 2 2 l u
F F 2 2 2 2 idem Ne l u P l u m
3.3 水动力现象相似准数的确定方法例2：三维紊动水流的相似准数
连续性方程:
u x u y u z 0 x y z
l u zm u2 以除各项得： t u tm l
u zm u zm u zm u xm u ym u zm xm ym zm g l p 1 pm 2 g u zm zm m 2 2 u u m zm l u

揭阳市北河桥闸工程消力池优化试验研究

揭阳市北河桥闸工程消力池优化试验研究张金明，何贞俊，王建平（珠江水利科学研究院，广东广州５１０６１０）摘要：通常水闸消能工的设计是能够满足工程调度运行要求的，当河床下切、下游水位降低达不到设计计算条件时，消能工难以适应闸门调度运行时的消能要求，出现破坏。

采用物理模型试验，在现状运行条件下，假定下游河道产生了下切，对设计方案的消力池消能工进行了优化，提出了一种简单实用的新型消能形式———消力池内设消能坎，试验表明其消能效果满足现状及下游河床下切后的调度运行要求。

关键词：模型试验；河床下切；消能坎中图分类号：ＴＶ１４２文献标识码：Ｂ文章编号：１００１９２３５（２０１４）０１００６９０４收稿日期：２０１３１０３１作者简介：张金明，男，河北石家庄人，主要从事水力学研究工作。

０　前言２０世纪末，珠江三角洲城市群经济的高速发展，带动了珠江网河区各干支流大规模的采砂活动，采砂量越来越大，造成河床大幅下切，同流量下水位降低，从而导致河堤与桥梁基础暴露、河道分流比调整、咸潮上溯加剧、闸坝工程消能工破坏等一系列问题。

重点对河道水位下降引起的闸坝工程消能工变化进行研究，提出一种解决河床下切引起消能工失效的新型消能形式，为闸坝工程出险加固及规划建设提供措施建议。

常见的闸坝工程消能方式分为挑流、面流、底流３种，对于平原地区水闸来讲，其下游河床多为冲积层、抗冲能力差、闸下水位及水深变动大，通常采用底流消能。

底流消能的消能机理是当水闸泄放的集中急流沿消力池底部流动，若遇到足够深度的缓流尾水顶托时，急流转变为缓流形成淹没水跃，进行水流能量的消杀，而下游水位低于产生淹没水跃的相应水位时，则无法形成水跃消能，水流能量冲出消能工范围，在闸下产生冲刷破坏。

１　工程概况揭阳市北河桥闸是一宗以灌溉为主，兼有防洪、水陆交通、城乡工业及居民生活用水等综合利用的水利工程。

工程按５０年一遇洪水设计（Ｑ＝２７４０ｍ３／ｓ），正常蓄水位为３５ｍ。

水工模型试验一西安理工大学

《水工建筑物》课程实验指导书王飞虎江锋西安理工大学水电学院水工系二OO六年十月水工模型试验(一)班级姓名学号日期整体水工模型试验一、试验综述：当研究河道中水利枢纽工程的总体布置合理性，则按一定比例把所研究的河段和水利枢纽缩制成模型来进行研究，这种模型就叫做整体模型。

整体模型所研究的对象的水力特性通常与空间三个坐标有关，如显著弯曲的河渠、溢洪道水流问题，拱坝泄流问题及水利枢纽上下游水流衔接，流态等问题，常需制作成整体水工模型来进行研究。

影响枢纽布置的主要因素是坝址地形、地质情况及河道水文特征等，影响下游消能防冲的主要因素是泄水建筑物的体型布置和下游河道的地质，地貌等。

二、整体模型一般研究内容：1、泄水建筑物的泄流能力2、泄水建筑物的压力、流速、空化特性等3、下游河道岸边水面高程（水面线）4、消能工的消能效果5、泄水建筑物下游的折冲水流及水流扩散问题6、下游河道流速分布7、上下游水流流态、水流衔接。

8、下游河床及岸坡的冲刷等三、试验目的1、初步了解整体模型试验的基本理论及研究范围和内容。

2、初步掌握整体模型试验的基本方法及量测技术和技巧。

3、初步掌握试验资料整理、分析、评价及解决实际工程问题的能力4、结合具体试验、巩固和复习专业理论知识，增强动手和科研能力。

四、本试验要求和任务1、枢纽泄流能力2、下游岸边流速分布3、下游岸边水面线4、上下游水流流态5、要求整理分析试验成果，对工程布置作出评价，试提出改进措施。

6、写出试验报告。

五、工程概况洮河海甸峡水电站位于甘肃省临洮县，渭源县和康乐县三县交界的海甸峡进口处，电站总装机容量为25MW，水库设计洪水位为2002m，校核洪水位为2004.0m，总库容为2200万m3，最大坝高49m，坝顶高程为2005.0m，是一座以发电为主的III等中型水电站枢纽。

枢纽由溢流坝、泄冲闸和挡水坝、引水发电隧洞、电站厂房等建筑物组成，工程布置特性见表1。

溢流坝布置为2×10m的表孔，堰顶高程为1995m，溢流坝堰顶上游头部为双圆弧曲线，下游堰面为WES改型曲线，下游消能形式为底流消能，消力池长70m，宽23m，池深5.2m，底板高程为1971.8m，尾坎高程为1977m，消力池下游为砼四面体护坦，长45m，护坦高程为1977.0m。

关于水利水电工程水域断面测量

１前言
在水利水电工程建设中，需要进行水域断面测量，作者根据长期从事水利工程测量的工作经验，对水域断面测量进行了研究和探讨，撰写本文，供测量工作者参考。
别、勘测设计阶段（精度要求）及江河宽度等要素决定。固定断面测量比例尺选择范围一般为
１：５００～１：５０００，勘测设计断面与专项研究断面测量比例尺选择范围一般为１：２００～１：２０００。
横断面制图的水平比例尺选择宜与测量比例尺基本一致；纵断面制图水平比例尺选择，则以
科研管理
水利规划与设计
２０１３年第５期
关于水利水电工程水域断面测量
徐知秋
（广东省水利电力勘测设计研究院广东广州５１０６３５）
【摘要】本文对水利水电工程建设各阶段的断面测量进行了探讨，提出了一些见解，供广大读者和水利水电勘测设计工作者参考。【关键词】横断面纵断面测深改正【中图分类号】ＴＶ２２【文献标识码】Ａ【文章编号】１６７２．２４６９（２０１３）０５．００２３．０２［ＤＯＩ编码】１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２ — ２４６９．２０１３．０５．００８

拟建航电枢纽泄水闸断面模型试验

第20卷第8期中国水运 Vol.20 No.8 2020年 8月 China Water Transport August 2020收稿日期：2020-03-30作者简介：王斐（1987-），女，交通运输部天津水运工程科学研究所，工程师。

通讯作者：安晓宇（1988-），男，交通运输部天津水运工程科学研究所，工程师。

拟建航电枢纽泄水闸断面模型试验王斐，章日红，安晓宇*（交通运输部天津水运工程科学研究所，天津 300456）摘要：泄水建筑物消能防冲的水力学研究在新建枢纽建设中尤其重要。

针对拟建航电枢纽的低水头、单宽流量大的特点，对其泄水建筑物消能工进行断面模型试验。

设计方案在控泄条件下，存在堰面有较大负压，消力池尾坎后海漫流速较大的问题，通过数次优化堰型、降低泄水闸进口段平台高程及降低海漫顶高程措施，设计方案存在的问题得以解决。

其成果可为同类问题研究提供参考价值。

关键词：航电枢纽；泄水闸；断面中图分类号：TV135 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2020）08-0090-03新建枢纽建设中，泄水建筑的布置和设计尤为重要，其中对过流能力、堰型优化及枢纽下游消能防冲等问题的研究多采用水工模型试验手段[1-3]。

拟建航电枢纽主要建筑物采用一字型布置，从左至右依次为左岸土石坝段，左岸船闸，河床5孔泄水闸，右岸厂房，右岸副坝段。

枢纽泄水闸布置在河床的主河道，共5孔。

设计流量为6,560m 3/s（p=2%），校核流量为10,300m 3/s （p=0.2%）。

堰型为修正实用堰，堰面曲线为WES 幂曲线y=0.0500x 1.85，曲线后连接1：1.45斜坡段，直线段后接R=12m 反弧段，反弧角38°。

堰头倒R=1m 圆角利于进水。

堰底高程541m，堰顶高程546.5m。

消力池长60m，池深4m，底板顶高程537m。

消力池内+18m 处设置消力墩，消力墩顶高程540.0m，间距2m；尾部设置尾坎，坎顶高程540.0m，间距2m。

清河闸水工模型试验研究

深、跃后水深、水跃长度等；验证水闸消能效果，观
测消能工的流态．观测各种泄流条件下泄流量对
下游河床的冲刷情况、对其它建筑物的影响以及
对水闸的运行管理方式进行研究为水闸运行管理
提供依据
流量为４５９４ｍ３／ｓ。为完善和验证初步设计成果和运行调度方案．需通过水工模型试验研究。解决枢纽布置、泄流能力、消能设施、运行管理等相关技术
问题
２试验研究内容
本次试验拟通过３３组试验．验证水闸的泄流
９９．０５ｍ，闸室宽３４４．１４ｍ。设计２Ｏ年一遇（Ｐ：５％）
３模型设计
模型试验在宽１．Ｏｍ、长４０ｍ的复合玻璃水槽内进行。模型泄水建筑物部分采用石蜡制作，闸门采用有机玻璃制作．上下游建筑物采用水泥砂浆抹制。在水流过程中重力始终起主要作用．粘滞力
能力并测量特征流量下包括水面线、流速大小及分布、压力大小及分布、冲刷深度及范围等各水力
根据闸门运行调度方案．本次水闸断面模型试验选择４孔进行研究．其中模型宽度＝４孑Ｌ净宽＋
［收稿日期］２０１４ — ０７ — ３０［作者简介］邵云琦（１９８１一），男，吉林白城人，蒙古族，硕士研究生，毕业于吉林大学水利水电工程专业，就职于辽宁省水利水电勘察设计

弯道节制闸水工模型试验研究的开题报告

弯道节制闸水工模型试验研究的开题报告开题报告题目：弯道节制闸水工模型试验研究一、选题的背景和意义水资源是人类赖以生存的基本资源，具有决定性作用。

随着人口增长和经济发展，水资源的需求与日俱增。

为了满足人们的生产和生活需求，水利工程建设正处于快速发展的阶段。

其中，闸门工程是重要的水利工程之一，广泛应用于河道和渠道中，对于水文灾害的防治和防洪保安等方面发挥着重要的作用。

目前，国内外众多的水利工程均采用了闸门进行节制水流。

弯道闸门是一种在河道曲线处设置的闸门，可以对水流进行调节和控制，适合于河道流量较大且变化较快的情况。

然而，由于弯道的存在，使得水流在通过闸门时会存在一定的扰动和突变，进而影响闸门的运行效率和调节水流的效果。

因此，如何优化弯道闸门的设置和调整，成为了需要解决的问题。

针对上述问题，本研究将通过建立弯道节制闸水工模型进行试验研究，探究弯道对水流的影响，优化节制闸门的设置和调节，以提高节制闸门的运行效率和调节水流的效果，同时为水利工程建设提供技术支持和参考。

二、研究内容和技术路线研究内容：1.梳理弯道节制闸的相关知识和理论，并结合研究目的进行背景分析。

2.建立弯道节制闸的试验模型，模拟实际河道场景，通过模型试验研究弯道对水流的影响和优化节制闸门的设置和调节。

3.根据试验结果，分析弯道节制闸门的效能和可行性，制定弯道节制闸门的适用范围和详细操作方法。

技术路线：1.对弯道节制闸门的相关知识和理论进行系统梳理和分析，为后续模型试验提供理论基础和依据。

2.通过现场勘测、数据分析和计算机仿真，建立弯道节制闸的试验模型，并进行实验测试，研究弯道对水流的影响。

3.对实验结果进行数据分析和比对，分析弯道节制闸的优化设置和调节方案的效果，并进行合理性分析和利用率评估。

4.撰写实验报告，总结弯道节制闸的研究成果和利用价值，推广应用在水利工程建设中，为行业发展提供技术支持和借鉴。

三、预期成果和创新点预期成果：1.深入研究弯道节制闸的影响和优化方案，提高节制闸流的效率和水流控制的准确性。

水工结构模型实验指导书

水工结构模型实验指导书水工结构静力模型实验指导书２００５年６月２０日水工结构静力模型实验指导书一、课程性质和目的：（1）水工结构模型试验所谓水工结构模型试验就是将原型以某一比例关系缩小成模型，然后向该模型施加与原型相关的荷载，根据从模型上获得的信息如应变位移等，通过一定的相似关系推出原型建筑物在应力、变形强度等成果。

（2）进行水工结构模型试验的目的和意义水工建筑物因其受力特征、几何形状、边界条件等均较复杂，特别是修建在复杂地基上建筑物更为如此，尽管计算机技术和空间有限元等正迅速发展，但目前还不能用理论分析方法完美地解决建筑物的稳定和应力问题，因此模型试验作为一种研究手段更具有重要的意义，可归纳成如几个方面：1．通过对水工建筑物的模型试验研究可以验证理论设计，国内外大型和重要的水工建筑物的设计，都同时要求进行计算分析和试验分析，以期达到互相验证的目的。

2．通过对原型结构的模拟试验，预测水工建筑物完建后的运行情况以及抵御事故的能力。

3．由于物理模型是对实际结构性态的模拟，在模型上还有可能出现原先未知而又实际存在的某些现象，因此模型试验研究不仅仅是对数理分析方法的验证，而且是获得更丰富切合实际的资料的积极探索，所以进行水工结构模型试验目的也是更好地探索新理论、新材料、新技术、新工艺的一种手段。

（3）结构模型试验研究的主要内容：a. 大型水工建筑物的整体应力及变形问题。

b. 结构物之间的联合作用问题。

c. 地下结构的应力与稳定问题。

d. 大坝安全度及破坏机理问题。

e. 水工结构的动力特性问题。

f. 验证新理论、新方法、新材料、新工艺等。

（4）模型试验的分类方法①按建筑物的模拟范围和受力状态分类a. 整体结构模型试验：研究整体建筑物在空间力系作用下的强度或稳定问题。

b. 平面结构模型试验：研究结构单位长度断面在平面力系作用下的强度和稳定问题，如重力坝坝段平面结构模型试验就是研究重力坝在水荷载作用下的应力和变形。

揭阳市北河桥闸工程消力池优化试验研究

能坎，试验表明其消能效果满足现状及下游河床下切后的调度运行要求。
关键词：模型试验；河床下切；消能坎
中图分类号：ＴＶ１４２
０前言
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００１－９２３５（２０１４）０１－００６９－０４止发电，维持水库正常蓄水位，水库闸门逐步开启泄洪。
揭阳市北河桥闸是一宗以灌溉为主，兼有防洪、水陆交
通、城乡工业及居民生活用水等综合利用的水利工程。工程按５０年一遇洪水设计（Ｑ＝２７４０ｍ／ｓ），正常蓄水位为３．５ｍ。工程设闸孔１０孔，左侧第一孔为电站引水孔，净宽１０
尺：Ａ＝Ａ１Ｌ／＝１０；流量比尺：Ａ０＝Ａ＝１０００００
造成河床大幅下切，同流量下水位降低，从而导致河堤与桥梁基础暴露、河道分流比调整、咸潮上溯加剧、闸坝工程消能工破坏等一系列问题。重点对河道水位下降引起的闸坝工
水闸运行原则：维持正常蓄水位３．５ｍ运行，根据上游
根据工程位置及｝肖力池设计方案的布置形式，消能优化
试验从非工程措施和工程措施两方面进行研究。ｔｉ）非工程措施。非工程措施即通过调整闸门开度或闸门调度运行方式，降低出闸水流的单宽流量或增加下游消力池相对水深，解决消力池的消能问题。试验将闸门初次开启高度由０．４ｍ调整至０．２５ｍ，单孔或两孔开启时消力池内仍形成远驱水跃，水流直接冲出消力池，在海漫段形成扇形扩

北江大堤加固达标工程芦苞水闸改建水工模型试验研究(初设推荐方案)

北江大堤加固达标工程芦苞水闸改建水工模型试验研究（初设推荐方案）赖冠文练伟航张广传（广东省水利水电科学研究院，广州，510610）摘要：通过对芦苞水闸的水工模型试验，验证水闸的过流能力，研究不同水文条件下进出水闸水流的流态及流速分布，分析消能工设计布置的合理性，提出最优的水闸设计方案，以及合理、科学、安全的水闸运行方式，为设计提供科学依据。

关键词：芦苞水闸过流能力流态及流速分布消能管理运行方式1 概述为了配合广东省北江大堤加固达标工程初步设计工作，受广东省北江大堤管理局的委托，广东省水利水电科学研究院对设计单位提出的原址闸轴线改建芦苞水闸的二大类方案进行水工模型试验。

研究报告推荐的原闸线沿中心线对称布置的3孔×20m方案，在2003年12月9～13日水利部规划计划总院对北江大堤加固达标工程初步设计审查中，提出该设计方案存在施工困难的意见。

设计单位根据专家意见提出将水闸轴线平行后移33m作为修改初步设计的推荐方案。

广东省水利水电科学研究院对其初设阶段推荐方案进行进一步论证，提出修改意见供下阶段技术施工设计参考。

改建后芦苞水闸必须同时满足原刘寨水闸设计引水灌溉流量15.0m3/s，和原芦苞水闸设计最大分洪流量1200m3/s的要求，以及满足枯水期能引一定的流量对芦苞涌进行冲污的功能，初设阶段设计单位推荐的设计方案Ⅰ为在芦苞水闸轴线往后平移33m，改为3孔×20m净宽的带胸墙的深水水闸，闸中墩厚度为5.0m，闸底板高程为-0.5m，闸孔高3.5m。

进口翼墙采用半径为24.0m的1/4圆接直墙布置，高程为14.7m。

消力池底板高程为-1.8m，闸底板与消力池采用1∶4.44坡度相连，池长为40.0m。

消力池坎高程为-0.5m，后接20m混凝土海漫，然后按4.57%坡度接35m长干砌石海漫，再接11.6m块石防冲槽，槽后按1∶2反坡与下游河床连接，防冲槽底高程为-2.10m。

消力池侧墙采用直立式平面扩散布置，扩散角为8ｏ，墙顶高程为6.8m，详见图1。

河工模型试验PPT课件

➢水流相似条件中的时间比尺
t
l 1 2
h
➢ “时间变态”——动床模型首先要保证的是河床变形相似，因此设计时应首先满足变形时间比尺的要求，而允许水流时间比尺有所偏离。
动床模型实际设计和试验中重点保证冲淤变形的相似
精品课件
36
模型沙及其特性测定
➢常用模型沙
木屑、煤屑、煤粉、核桃壳颗粒、滑石粉、电木粉、各种高分子材料（又称塑料沙）
精品课件
21
3.3 动床河工模型
相似条件
➢ 水流运动的相似——同定床模型
➢ 泥沙运动的相似
推移质运动的相似
悬移质运动的相似异重流运动的相似河床冲淤变形的相似
精品课件
22
推移质运动的相似条件
泥沙起动相似（冲刷条件相似）
由起动流速公式式中：
uc
k
hy
d
s gd
k ――系数；
z mukz
取 1 、k 1 ，又 u ghJ ，可得：
悬移相似条件
1/2
u
1 h/2
1 J/2u
h l
u 1/2
沉降相似条件
uh l
u
精品课件
29
异重流的相似条件
异重流发生的相似
Fr
u
由异重流佛汝德数判别浑水异重流的发生条件：
gH
式中：
――浑水密度
精品课件
15
3.2 变态定床河工模型
变态模型的适用范围和条件
➢ 一维整体水流，即水位和断面平均流速相似的问题。
➢ 对二维水流问题，在一定条件下也适用，如地形较平缓顺直、河床较宽浅的平原河流。
➢ 关于变率的规定。

拦河闸工程检测方案

拦河闸工程检测方案一、概述拦河闸是一种用于调节水流和保护河岸的水利工程设施。

为了确保拦河闸的正常运行和安全性，需要定期进行检测和维护。

本文将针对拦河闸工程的检测方案进行详细介绍。

二、检测对象拦河闸工程检测对象包括拦河闸的各个部分，如闸门、闸墩、闸槽、闸室等，以及相关的附属设施，例如润滑系统、排水系统等。

三、检测方法1. 目视检查：通过目视检查的方式，可以初步了解拦河闸的运行状态和存在的问题。

目视检查的重点包括拦河闸的外观、结构是否有变形、腐蚀、裂缝等情况。

2. 测量检测：通过测量检测的方式，可以了解拦河闸的尺寸、倾斜度、平整度等参数。

测量检测的重点包括对闸门的水平度、闸门的开启和关闭度、闸墩的倾斜度等进行测量。

3. 材料检测：通过材料检测的方式，可以了解拦河闸的材料性能和使用寿命。

材料检测的重点包括对拦河闸的材料进行抽样检测、力学性能测试、化学成分分析等。

4. 声波检测：通过声波检测的方式，可以了解拦河闸的内部结构情况及可能存在的裂缝、空洞等问题。

声波检测的重点包括对拦河闸的声波传播速度、声波反射情况进行检测分析。

5. 涡流检测：通过涡流检测的方式，可以了解拦河闸的流体力学性能和水流状态。

涡流检测的重点包括对拦河闸的水流速度、水流压力、水流方向等进行检测分析。

6. 渗漏检测：通过渗漏检测的方式，可以了解拦河闸的密封性和防渗性。

渗漏检测的重点包括对拦河闸的渗漏情况进行检测分析，以及对密封材料的性能进行检测分析。

四、检测频次拦河闸工程的检测频次应当根据其使用环境、使用状态和使用年限进行确定。

一般情况下，拦河闸工程的检测频次为每年至少进行一次全面检测和维护，对重要部位可以进行更加频繁的检测和监测。

五、检测内容拦河闸工程的检测内容应当包括以下几个方面：1. 清洁检查：对拦河闸的外观、表面进行清洁检查，清除附着的污物、杂物。

2. 结构检查：对拦河闸的各个部分进行结构检查，包括闸门、闸墩、闸槽、闸室等的变形、裂缝、腐蚀情况。

河工模型试验

l p1 lm1 l p2 lm2 l pn lmn l

动态相似

即模型与原型的运动状态相似。模型与原型中任何相应点的速度、加速度等必须相互平行且具有同一比例：
u p1 um1 u p2 um2 u pn umn u
及
a p1 am1
河工模型试验的理论基础-相似论原理
3.
单值条件的确定
对三度水流来说：模拟的试验河段一般由进口段、试验段和出口段三部分组成。前后两段具有过渡段性质，用来调节进出口水流，不作试验段用。进口段长度应根据每个模型试验的具体情况确定。一般建议在水流平顺进入模型的情况下，进口段长度不应小于25~50倍水深，应结合河床形态及水流流态加以考虑，在可能条件下最好能包括一个河相单元(例如一个弯道或直道的一个完整的水下边滩)，以保证试验段进口断面的流速场能符合实际情况。如果限于条件，进口段长度不够，就只有在试验过程中，采取调整水流的人工措施。出口段长度可以较进口段长度稍短，但尾门布置也要注意，以免影响出口段的水流相似。
河工模型试验的理论基础－相似论原理

相似论原理的几点说明（二）

三个相似的特征反映相似现象的全貌，既是必要的也是充分的相似在空间上是整体的：

即包括边界，也包括内部是三度的，不仅是二度或一度的包括起始、中间、终止不仅是时均的，而且是瞬时的相似

相似在时间上是全过程的

河工模型试验的理论基础—相似论原理
河工模型试验的理论基础－相似论原理

相似论原理
相似现象的相似特征

范畴：物质系统是机械运动相似

不仅是静态相似，也是动态相似不仅是形式相似，也是内容相似

跨北街水道特大桥防洪评价物理模型试验分析-防洪工程论文-水利论文

跨北街水道特大桥防洪评价物理模型试验分析-防洪工程论文-水利论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——江珠高速北延线跨北街水道特大桥位于西江干流北街水道古猿洲下游0.74km 处（拟建工程地理位置如图1 所示），拟建桥梁上游1.2km 处为北街水道与江门水道分流口，下游 2.0km 处为北街水道与西江干流汇入口。

西江北街水道是珠江三角洲主要的泄洪通道，排洪流量大且流路变化复杂，北街水道古猿洲右岸岸线转折处即为历史险段。

江珠高速北延线跨北街水道特大桥共有 4 个桥墩坐落于北街水道河段内（主墩2 座、边墩2 座），桥墩轴线与水流方向呈30夹角。

受桥墩绕流影响，桥墩阻水效应较为明显，桥墩对河道局部流态及河道动力轴的改变也较为显着，桥墩对水流会造成挑流作用，将河道主流挑向岸边，造成河岸堤围的冲刷。

此外，拟建桥梁靠近左岸主墩与左岸堤脚的最近距离仅45m，靠近右岸边墩与右岸堤脚最近距离仅5m，桥墩贴近河岸易挤压水流，使靠近桥墩附近的岸边流速急剧增加，引起堤脚的强烈淘刷，直接威胁堤围安全。

为了避免北街水道特大桥的建设对北街水道防洪安全、河势稳定及堤围安全造成较大的不利影响，开展江珠高速北延线跨北街水道特大桥防洪评价物理模型试验研究十分必要，以此评估拟建桥梁对河道防洪安全、河势稳定及堤围安全的影响，并提出相应的补救工程措施，为水行政主管部门决策提供科学依据。

【图1】1 河道河势及跨河桥梁概况1.1 河道河势拟建桥梁所在的河道属西江干流北街水道，工程所在的北街水道属弯曲河道，工程所在的北街水道属弯曲河道，在古猿洲上游河段相对顺直，河宽约950m，主槽水深在5m~8m 之间，左岸滩地发育，滩面高程在 2.2m 左右，滩面宽达150m ；古猿洲洲头处右岸为江门水道分流口，古猿洲将河道分为两汊，其中右汊河道较窄，水深较大，河道右岸迎流顶冲形成险段，左汊河宽约为360m，平均水深约为7m，水流较为平顺，出古猿洲，河道放宽，进入向右弯曲河道，主流偏于右岸，拟建北街特大桥即位于该河段，河宽约0m，主槽水深在8m 左右；至江门电厂河段，河道束窄，河宽仅300m 左右，两岸凸起岸线形成卡口，河段右岸处深泓逼岸，水深超过15m，河岸淘刷严重，出狭口河道顺直微弯，主槽水深超过10m，右岸有一大型码头平台，河段往下游汇入西江干流。

北河桥闸消能工的设计

１）当上游来水流量Ｑ ≤８０ｓ设计供水流．ｍ／（量），拦河闸门全部关闭，上游来水全部用于城乡时
供水及灌溉，闸前保持正常蓄水位３５．ｍ。２）当上游来水量８０ｓ＜Ｑ＜４００ｓ时，．ｍ／￣６．ｍ／保证正常灌溉和供水，拦河闸门局部开启，以渲泄超
２广州省水利水电科学研究院，广东省水利重点科研基地，广东广州５０３）．１６５
摘要：该文介绍了北河桥闸消能工的设计，并通过水工模型试验进行了验证。依据水工模型试验结果，对消能工方案
第７期
２１０２年７月
广东水利水电
ＧＵＡＮＧＤＯＮＷＡＴＲＳＧＥＲＥＯＵＲＳＡＮＨＹＤＲＯＰＣＥＤＯＷＥＲ
Ｎｏ７．
Ｊ１０２ｕ．２１
北河桥闸消能工的设计
蔡碧红，陈锡容
（．广东省水利电力勘测设计研究院，广东广州５０３１１６５；
进行了优化，较好地改善了消力池下游的水流流态，可为类似工程设计提供参考。
关键词：水闸；底流式；消能工；设计
中图分类号：Ｔ６３Ｖ５
文献标识码Ｂ
文章编号：１００１（０２００５ — ３０８— ｌ２２１）７— ０１０
北河桥闸位于榕江支流北河的中游，地处广东省揭东县新亨镇秋江村。坝线距下游揭阳市区直线距离

河工模型试验理论及应用分析_徐洲

Hale Waihona Puke 结语三、通过本文对河工模型理论和规律方面的探讨，证明了河工模型试验数据的可靠性，对河工的发展建设具有十分重要的指导意义，并且在为工程实践提供很有价值的参考依河工建设过程中得到广泛的应用，据，同时，也为促进了我国水科学研究实验领域的快速发展打下了良好的基础。参考文献：［］李昌华，金德春，河工模型试验，人民交通出版社．１［］王桂仙，惠遇甲，河工模型试验，中国水利水电出版社．２［］河流泥沙工程学上册，北京水利出版社．３
河工的模型的分类一、河工模型试验在河工建设方面具有十分重要使用价值，如何在实际生产中有效地应用河工模型理论，我们必须首先从河工模型的分类入手。河工模型分类。河工模型试验通常分为正态定床河工模型、变１．动床河工模型、推移质动床河工模型、悬移质动床河态定床河工模型、工模型，各种河工模型之间具有一定的相似性，其主要表现为满足重力／／１２流量相似５２时间比尺相似相似中的流速比尺相似λ λ λ λ λ ｕ＝ｌ、Ｑ＝ｌ、ｔ＝１／／１２满足阻力相似２３在满足前两项相似的同时需要满足 λ λ λ λ ｌ，ｕ＝ｌ，ｎ λ ｎ／１６通过对相似条件的分析为我们进一步做好模型设计打下了良好＝ λ ｌ的理论基础。本文笔者主要对正态模型设计和变态模型设计、悬移质动床模型设计为例进行探讨。河工模型设计。根据不同的河流条件，对河工模型设计采用不２．同的设计方法，针对我国河流的特点，通常采用实现阻力相似的方法和其中实现阻力相似的方法又包括曼宁公式法和蔡克士模型加糙方法，大曲线法，模型加糙方法包括颗粒无间距排列加糙和颗粒有间距排列对于颗粒有间距排列加糙在设计时须做预备试验，以保证模型设加糙，计的准确性。河工模型试验在实际工程的应用二、正态模型设计。１．１．１正态模型研究的内容。在水利枢纽工程中要对正态模型进行设计，主要考虑坝轴线处的河身宽度，多年的平均流量、实测的枯水流量、平均水深、平均流速等参数，其定床河工模型试验主要为了研究河引航道的排淤减淤措施，优化口门布置形式及电站上下道的整治措施、游的流速、流态等。常常会有急弯、反坡１．２正态模型的布置方案。在一般的河道中，且两岸可能有挑流基岩等河道特征，针对这种情况，我们应该采取措施，保证水流形态相似，有利于我们对模型进口及出口位置进行选择，模型位置确定后，更有利于我们运用正态模型进行研究。常常会受到各种条件的１．３正态模型设计。在实际的工程施工中，给施工带来十分严重的影响，因此，对模型设计要综合考虑各种限制，影响因素，才能准确确定模型平面比尺，满足惯性力重力比及流量比尺相似、阻力重力比相似比的要求。根据以上相似条件我们可对水利枢上游不同位置选择不同方法的施工。纽的下游、校核模型限制条件主１．４模型限制条件校核。在河工模型试验中，经过对河工模型验证要依据模型最小雷诺数及模型最小水深的大小，试验，看水力要素模型与原型是否相符，如果试验数值不符合设计要求，就要根据试验数据进行分析，直至达到水利要素模型与原型基本相以便在施工河工中得到有效运用，满足河工安全生产需要。符，变态定床河工设计。２．往往会２．１采用变态河工模型的原因。在实际的河工建设过程中，受到实验场地的限制、水流条件、模型沙选择、实验量测精度和时间的限制，不能准确地确定河工建设中的一些技术参数，影响工程的正常生因此，可以通过采用变态河工模型解决这一课题，满足工程正常安产，全生产。２．２变态河工模型相似条件。变态河工模型相似条件除满足流速／／／１２流量相似５２时间比尺相似１２满足阻比尺相似λ λ λ λ λ λ ｕ＝ｌ、Ｑ＝ｌ、ｔ＝ｌ，１２／３外还要满足紊流限制性条件和表面张力限制性条力相似λ λ ｕ＝ｌ λ ｎ件，对确定河工模型试验中的一些重要参数具有十分重要的参考价值。２．３变态河工模型的使用范围和条件。根据一些学者对变态河工在变态河工模型试验过程中得到同时满足阻力相似模型的试验经验，而且对采用大变率的模型来研和重力相似条件的糙率是十分困难的，究流速分布和回流问题也是不适宜的，因此要掌握好变态模型的使用

偏桥水电站水工模型实验及泄洪闸泄流三维数值模拟

偏桥水电站水工模型实验及泄洪闸泄流三维数值模拟摘要每每在进行水电工程施工时，就不可避免地会遇到泄水建筑物过流能力等突出问题。

而以往，我们解决此类问题最好的办法就是做一下物理模型实验。

新世纪的科学技术不断取得迅速发展，同时在计算机的技术上也有不同程度的改进。

而在知识经济时代与科学飞速发展的进程中，计算流体动力学在学术界有了较大的发展，这都使得我们可以用数值模拟方法来求解诸如水工建筑物泄流问题。

经过数值模拟以后，工程技术人员就能够获得水利水电工程施工中的很大信息，有利地开展工作，使这一类问题能够妥善地解决，同时降低人，财，物的消耗。

而随着时代的发展，数学和物理模型的联系越来越紧密，这为最终彻底解决水利工程泄流问题，提供了新途径。

在本文中，笔者主要是以九龙河偏桥水电站工程为具体的研究实例，在FLUENT软件的帮助下，进行了数值模拟区域的构建工作，同时还使用了非结构化网格，隐式算法，对该水电站的泄洪闸的水流流场按定常流动做了三维数值模拟。

通过研究，我们发现泄洪闸的泄流能力、水面线等计算结果与我们所做的实验的结果有高度的一致性。

从这一点，我们可以看出，在工作中使用的模型比较合适，而且具体的实验方法正确，并最终为我们进行实际工程的设计和研究时提供新的发展思路。

关键词：水电站;模型;泄洪闸泄流;数值模拟;第一章绪论1.1研究的背景、目的和意义1.1.1研究的背景我国地大物博，水资源极其丰富，水系较多，河网有较密的分布。

然而，让人感到惋惜的是，在我国，水资源分布极不均匀，主要水资源分布在西南地区，那里的水在全国的水资源总量占比超过4万，而水能资源更是超过了7成。

从我国刚解放到现在21世纪，总共经历了60多年的风雨历程。

而在这一段时期里，我国的水利建设事业取得了可喜的发展成绩，尤其是在水力水电工程建设上。

可以说，从上世纪70年代末的改革开放以来，随着国家对水利水电事业的重视，以及资金的投入，一大批的大型水利工程已经造福于民，如黄河小浪底工程、三峡工程等，同时他们也为在新时期进行水利工程建设的探索开辟了新的发展道路。