国外泄水建筑物掺气减蚀研究

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大型水利工程泄洪放空洞掺气设施水力特性数值模拟研究

2.2.2 泄洪放空洞及掺气坎物理建模
在工程实践中，主要根据弗劳德相似准则（重力相似准则）设计流动系统的模型。由于实体结构长为 1496m，难以建立 1 ∶ 1 模型，因此选择 1 ∶ 40 的比例尺，建立长度为 37.4m 的有机玻璃模型。该模型的横截面积、流量、流速和粗糙系数与实体结构有差异。例如流量比例尺约为 1 ∶ 10123，流速比例尺约为 1 ∶ 6.38。在物理模拟过程中，需要掌握模型中的实际流速和水面高程，采用智能测速仪测定流速，通过直尺测量水面高程，在每个掺气坎和保护段设置 21 个水面高程测点，共 105 个测点。
施的水力特性。通过对比和分析掺气坎后空腔处的流态、空腔长度和空腔压力，发现靠近进水口的前两个掺
气坎设计不合理，1#、2# 掺气坎均存在空腔回水问题，并且1# 掺气坎的空化、气蚀风险较高，需要改造原
有的设计方案。
关键词：泄洪放空洞；掺气设施；水力特性；数值模拟
中图分类号：TV 65
应用谢才公式的前提是确定谢才系数 C，曼宁公式提
出一种计算谢才系数的方法，在工程设计中发挥了重要的
作用，如公式（2）所示。
C = 1 R1/6 n
（2）
式中：n 为管道或渠道的粗糙系数，其他参数的含义同公
式（1）。综合谢才公式和曼宁公式可得到平均流速 v 的计
- 90 -
工程技术
2023 NO.12（上）中国新技术新产品
7.22m~9.41m
4#掺气坎后
5.68m~8.07m
7.20m~10.01m
5#掺气坎后
4.41m~8.22m
5.89m~10.62m
3.2.2 掺气坎后空腔长度及压强模拟结果分析
3.2.2.1 空腔长度模拟结果分析

巴基斯坦汗华水电站工程泄水建筑物设计

是调峰发电。大坝为混凝土重力坝，最大坝高４．９０ｍ，坝顶长１６１ｎ０．ｉ，坝顶高程８９０Ｉ２．ＴＩ。最高蓄水位８５０ｍ，水库总库容为约１５万ｒ，有效库容为４２．０ｎ３０
万ｒ。引水系统总长５ｌ４Ｉ，内径为３８ｎ３４ＩＴ．５～３０．０
一
项高水头、长隧洞的引水式水电站工程，由水库、
２泄水建筑物的布置和结构型式
招标设计阶段推荐的布置方案为左岸布置２个
表孔，右岸布置３个底孔。初步的水工模型试验表
挡水重力坝、引水系统、调压井、电站厂房、尾水建筑物、开关站和输变电线路等组成，其主要任务
电机组和１３６Ｗ的冲击式辅助发电机组，总台．Ｍ５装机容量７．５Ｍ２１Ｗ。１泄水建筑物的设计要求
１１坝址泥沙及洪水特征．坝址多年平均悬移质输沙量为７７万ｔ，推移／ａ
曲线，堰顶高程为８３０ｍ。堰顶设带舌瓣门的弧１．
底孔表孔水力计算底流消能逆坡消力池汗华水电站
４个底孔、１表孔，采用逆坡消力池底流消能。个关键词混凝土重力坝
中图分类号
Ｔ２２Ｖ２
文献标识码
Ｂ
文章编号
１０ — ８（０００ — ２—３０７６０２１）３０５０９０
明，底孔集中布置于大坝右侧，泄流时水流主要集

泄水建筑物

ii. 灌溉隧洞：满足引水高程的要求。 iii. 排沙洞：高程宜较低。 iv. 放空和施工导流的隧洞：高程一般较低。
2、隧洞进口的进水方式
（1）表孔溢流式
－无压流；
－顺直对称。
（2）深水进口式
－无压的或有压。
（二）隧洞的出口
I.
II.
保证水流下泄安全，出流平稳。
有压隧洞：出口的断面积收缩为
洞身断面的80%～90%。
进水渠泄槽控制段消能段出水渠
一、各组成部分的设计 1、引水渠
作用：使水流平顺地进入控制段。原则：合理开挖量下，尽量减少水头损失，增加泄流能力。断面形式：岩基上接近矩形，土基上采用梯形。
立面上平底或者不大的逆坡，渠底高程比堰顶高程低。进口布置形式：喇叭口或者长引水渠。
2、控制段控制溢洪道泄流能力的关键部位，尽量靠近上游。溢流堰型式：常用宽顶堰，实用堰，驼峰堰，带胸墙的溢流堰等
掺气装置
形成掺气空间（借助于低挑坎，跌坎等）通气系统（给掺气空间通气）
高度通常0.6－2.75m 高度通常0.1-0.8m，挑角5-7°，斜面坡度1/10
（五）泄槽边墙高度的确定计算水深＋安全超高（0.5～１.5）m
v h b (1 )h 100
四、出口消能段及尾水渠
溢洪道出口的消能方式与溢流重力坝基本相同。挑流消能：适用于较好的岩基，泄槽挑流冲刷坑不影响建筑物的安全。底流消能：适用于地质较差情况。
低流速无压隧洞：曲率半径≥5倍洞径（或洞宽），曲线两端设直线段；高流速无压隧洞：避免曲线段；高流速有压隧洞：试验研究确定。
3、水流条件
进口水流顺畅，减少水头损失。
与下游河道平顺衔接。

掺气减蚀

加强运行管理，改善运用条件，防止水流空化。
工程界认为：当水流空化数介于0.3～1.7时，应严格
控制不平整度；当介于0.12～0.3时，要采用掺气设施；
当小于0.12时应修改设计。
溢洪道设计规范规定：当水流流速超过35m/s时，应设置掺气减蚀设施。
2 掺气减蚀
1937年，Mousson使用文丘里管型空蚀试验装置发现使水流掺气可减轻空蚀破坏。
空化（Cavitation）：由于液体系统中的局部低压（低于相应温度下该液体的饱和蒸气压），使液体内部剧烈地产生空泡的现象。
空蚀（Cavitation Damage）：低压区空化的液体挟带着大量的空泡在流经下游高压区域时，空泡将发生溃灭。由于空泡在溃灭时产生很大的瞬时压强，当溃灭发生在固体表面附近时，液体中不断溃灭的空泡所产生的高压强的反复作用，可破坏固体表面。
1.2空化初生
空化的初生是空泡在极小区域内偶然初次出
现的非稳定状态。
空化初生的主要影响因素是压强和流速。因此，常采用两个无量纲数作为衡量实际水
流是否会发生空化的判断指标：
水流空化数

和初生空化数 i 。
水流是否发生空化，要视水流空化数而定，愈小愈易发生空化。当小到某一数值 i 时即开始发生空化， i 被称为初生空化数。 i 的大小随边壁条件而异，对于某种边界轮廓， i是一个固定数值。
2.3 掺气减蚀设施
掺气设施可分为两部分，一部分是使水流形成掺气空腔的掺气坎，另一部分是向空腔供气的进气系统。
（1）挑坎
（2）跌坎
（3）掺气槽
θ
Δ1
Δ2
（4）坎槽组合
（5）坎跌组合
（6）坎跌槽组合
θ

国外泄水建筑物掺气减蚀研究

Ｊｎ，０８ｕ．２０
文章编号：００９３（０８０ —０１０１０ —８３２０）２００ —５
国外泄水建筑物掺气减蚀研究
王晓松，孙双科，夏庆福，海涛柳
（中国水利水电科学研究院水力学研究所，北京１０３）００８摘要：泄槽掺气设施是目前较为通用的工程减蚀措施，前人对其掺气机理与布置形式进行了大量的研究工作，中，其国外的工作侧重于机理研究，主要探讨空化空蚀的发生、水流的掺气过程及气体的逸出过程等，国内的工作则紧密结合工程实际，而
（ｉａＩｓｉｔＯｔｒＲｓｕｃｓａｄＨｙｒｐｗｅｓａｃ，ｅｉｇ００８Ｃｈｎ）ＣｈｎｕｔｕｅｔＷａｅｅｏｒｅｎｄｏｏｒｔＲｅｅｒｈＢｉｎ，１０３，ｉａｊ
ＡｂｔａｔＡｓｃｕｅａｒｔｒｉｈｕｒｎｅｓｂｅｅｇｎｅｉｇａｐｏｃｏｒｄｃａｉａｉｎｄｍａｅｒａｓｒｃ：ｈｔｅａｏｓｔｅｃｒｅｔｆａｉｌｎｉｅｒｐｒａｈｔｅｕｅｃｖｔｔａｇ，ｇｅｔｎｏ
ｓａｃｅｒｈ，ｏｔｍｕｄｓｇｆｃｕｅａｒｔｒａｄｃｖｔｔｎｐｏｅｔｎｐｉｍｅｉｎｏｈｔｅａｏｎａｉａｉｒｔｃｉ．ｏｏＫｅｒｓａｒｔｏｙｗｏｄ：ｅａｉｎ；ａｒｃｎｅｔａｉｎ；ｃｖｔｔｎ；ｆｅ－ｕｆｃ；ｔ — ｈｓｌｗｉｏｃｎｒｔｏａｉｉａｏｒｅｓｒａｅｗｏｐａｅｆｏ

泄水建筑物空蚀破坏防治措施研究

泄水建筑物空蚀破坏防治措施研究【摘要】泄水建筑物发生空蚀机率最多的部位是坝面、底孔、过流壁面不平整处、消能工及门槽等，因此，本文就如何防止和减免空蚀的措施进行了比较与分析。

【关键词】泄水建筑物;空蚀破坏;防治措施研究空蚀问题是为了减免空蚀问题。

应注意三个问题:第一是水流空化后具有的空蚀破坏能力;第二是材料抗空蚀破坏的能力;第三是上述两种作用联合之下产生的空蚀破坏程度。

泄水建筑物发生空蚀机率最多的部位是坝面、底孔、过流壁面不平整处、消能工及门槽等，因此，本文就如何防止和减免空蚀的措施进行了比较与分析。

1.改善过流边壁轮廓形式减免空蚀泄水建筑物过流边壁的轮廓，包括泄流建筑物的体型突变(大尺度不平顺)以及溢流面的光滑平整状况(小尺度不平顺)，泄水建筑物的合理体型应该同时满足这两个条件。

水流中发生空化现象，是由局部压力降低超过临界压力而产生的，这与过流壁面的大尺度轮廓体型有极密切的关系，因其可能产生局部低压区域，便是容易发生空蚀的部位，主要有:溢流面的边界不平顺(局部弯曲过甚，凹凸偏折，局部突然扩大)及局部不平整突体后面，溢流坝或明流泄洪洞反弧段后面平直段，深孔进水口、泄水管或尾水管弯段凸缘，有压管道收缩段，闸门槽后的边墙及闸墩，泄水管分岔段，消力墩顶部、两侧及下游底板，差动式鼻坎的侧壁等。

减免空蚀的措施:1.1改善过流壁面的轮廓体型，降低初生空化数高速水流对溢流面上存在的曲率变化十分敏感，泄流时有可能导致水流的严重分离，从而形成明显的低压区，使该区初生空化数显著增大，因而极易产生空化水流。

降低初生空化数的方法是通过设计优化曲面边壁的体型，使过流边界体型合理，以提高过流壁面上压强分布值。

主要体型有:采用深孔明流泄水道进水口;溢流坝面采用反弧型式。

1.2改善高水头闸门槽体型，减弱漩涡空化强度对于高水头的大型平板闸门，门槽及槽内主轨道的空蚀破坏问题尤为突出，门槽内的空化初生条件，不仅取决于槽内水流运动的结构，还与水流过槽的紊动特性、槽的体型等有关。

掺气减蚀设施空腔回水问题的试验研究

２８３９
深度ｄ与水流佛氏数的关系（２。图）
为了考察空腔积水深度与水流佛氏数的关系，图２绘出了当空腔末端射流冲击角０一定时，腔空
积水深度ｄ与水流佛氏数Ｅ之间的关系，中，、ｒ其左
⑥
２０ＳｉｅｈＥｇｇ０６ｃ．Ｔｃ．ｎｎ．
水利技术
掺气减蚀设施空腔回水问题的试验研究
张立恒许唯一临
（四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，成都６０６；１０５
ｈｙ９８０１＠ｙｈｏｃｒｅｉ０１１ａｏ．ｏｎ
响掺气减蚀设施掺气量的最重要的因素，以研究所掺气坎后空腔的水力特性，其是关于如何避免空尤腔回水影响的问题具有十分重要的工程价值。
水，但其研究是针对具体的工程模型进行一步的更为系统的因有
２００６年１月２日收到２国家自然科学基金（０３０４国家５５９６）杰出青年科学基金（０２９８资助５３５２）
维普资讯
１５期
张立恒，：等掺气减蚀设施空腔回水问题的试验研究
关键词
掺气坎
回水
冲击角文献标识码Ｂ
中图法分类号
Ｔ３．４Ｖ１１３；
在高速过流的泄水建筑物过流面上设置掺气
设施，使水流掺气，减免过流建筑物可能发生促以

掺气减蚀简介

掺气减蚀简介1 概述掺气减蚀措施最早应用于水力机械，在高水头泄水工程中的应用是在20世纪60年代开始的，美国的大古力坝(Grand Coulee Dam)泄水孔锥形管出口下游在屡次发生空蚀破坏后，设置了掺气槽，以后没有发生过空蚀破坏，掺气被证明是解决空蚀破坏的最有效的途径。

国内的第一个采用掺气减蚀设施的是冯家山水库的泄洪洞。

目前掺气减蚀已在溢洪道、泄洪洞、陡槽、闸下出流、竖井等高水头大单宽流量的泄水建筑物中得到广泛的应用，并取得了显著的减蚀效果和社会经济效益。

随着坝工技术的提高和水电建设事业的发展，我国高坝建设发展迅速，坝高不仅突破了200m，而且已进入300m量级，高水头、大流量泄水建筑物不断增多，与之相关联的脉动、振动、空化、空蚀、冲刷、雾化等一系列高速水力学问题日益突出，受到水利工程人员的广泛关注。

随着泄水建筑物水头越来越高，最大泄流速度高达40m/s，有的甚至超过50m/s，水流空化数大大减小，致使泄水建筑物的某些过流部位常常发生严重的空蚀破坏，空蚀破坏的强度大约与水流流速的5~7次方成比例。

空蚀不仅破坏泄流建筑物的过流表面，影响过流性能，降低泄流能力，严重时可导致泄流建筑物不能正常运行，甚至引起振动，导致工程破坏等。

总结目前泄水建筑物运行的成功经验，当过流表面的流速超过35m/s时，应设置掺气减蚀设施。

Peterka等的试验研究表明，向水流低压区通气是防止空蚀的有效方法。

当水中的掺气浓度达到C=1%~2%时，即可大大减轻固体边壁的空蚀破坏；当掺气浓度达到C=5%~7%时，空蚀破坏可完全消失。

还有一些研究表明，当水中近壁处的掺气浓度为C=1.5%~2.5%时，混凝土试件的空蚀破坏显著减少；当水中近壁处的掺气浓度达C=7%~8%时，则空蚀现象基本消失。

这是因为水中含气量较高时，增加了水气混合体的可压缩性，对气泡溃灭时所产生的冲击力起缓冲作用，减轻了它的破坏能力。

概括地讲，掺气减蚀的基本原理就是在泄槽高速水流区设置掺气坎、槽，当水流经过掺气设施时产生分离，在其下游形成掺气空腔，在高速水流的紊动作用下，迫使大量空气掺入水流中，对水流掺气，形成可压缩性的水、气混合体。

结合工程实例浅谈高速水流泄水建筑物抗空蚀破坏措施

存在贴壁流，有可能槽内积水。最终选定坎槽式掺气方案。
道坎槽式掺气设施：左岸泄洪洞在反弧段起点设一道坎
槽式掺气设施：右岸泄洪洞在斜坡段一道坎槽式掺气设施，平直段设突坎：４个溢流表孑分别在反弧起点设有一Ｌ道坎槽式掺气设施。洪水设计频率较低时，槽水深达泄５Ｉ，Ｉ除泄槽底部设有掺气设施外，面不再布置其它掺Ｔ壁气设施。该］程在高流速区反弧段和斜坡段，一每道掺气设
源点大部分位于高山峡谷中，该部分资源点的共同特点是：水建筑物高度较高。水建筑物泄流量大，下水挡泄上
头差大，流面流速高，多为流域的龙头水库或大江大过且河的上游水库。自２０世纪７０年代开始，国在贵州、我云南、广西等不
同地区，相继已建、建一批高水头电站，于２０Ｉ级高在对０ＴＩ
水头电站，水建筑物下游过流面水流流速高达５／，泄０ｍｓ
时均压力较低，易发生水流空化现象，起过流面空蚀极引破坏。其高流速泄水建筑物成功的减蚀措施除控制边壁
１高速水流泄水建筑物抗空蚀破坏的工程
实例
２０世纪７０年代修建的贵州乌江渡水电站，我国首是
２００２年开始兴建的贵州三板溪水电站．其堆石主坝最大坝高１７５ｍ，常蓄水位４５ｍ。泄水建筑物之一的８．正７开敞式溢洪道全程水平长６４８控制段长４泄槽８．ｍ，８７ｍ，

泄洪洞侧墙的人工强迫掺气减蚀研究

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泄洪洞侧墙的人工强迫掺气减蚀研究
：：：：：：：：：ｃ：：：：：：
刘超，光碧，海云，张王邓军，永全杨
（川大学，川成都６０６）四四Ｉ１０５
Ｋｅｏｄ：ｏｄｄｓｈｒｅｔｎｅ；ｉｅｔｉｍｅｔｔａｌｖａｅｃｖｔｔｎ；ｒｉｃａｅａｉｎｎｉａｃｓｄＷａｌｕ — ｉｙＷｒｓｆｏｉｃａｇｕｎｌａｒｎｒｎｎｏｌｉｔａｉｉｓａｔｉｌａｒｔ；ａｔｒ；ｉｅｌｎａ卜ｌａｅａｏｉｆｏ — ：
ｌｒａｆｗａｅｏ
ＡｂｔａｔＷｈｎｔｅｃｍｍｏｏｔｍｅａｉｎｆｃｌｉｓｉｕｅ．ｔｅｄｗｓｅｍｉｅｌｅｒｔｅａｔａｃｅｔｎｓｌｓｒｃ：ｅｈｏｎｂｔｏａｒｔａｉｔｓｓｄｈｏｎｔａｓｄｗａｌｎａｈｎｉｒｈｓｃｉｔｌｏｉｅｒｓ — ｏｉ
．
ｅｐｒｎｅａｉｇｆｏｔｅａｒｈｍｂｒｏｍｅｙｔｅａｒｔｒａｈｐａｄｏｎｉｒ，ｈｎａｒｏｒａｉｈｉｅｘｅｍｅｔｒｔｒｍｈｉｃａｅｒｄｂｈｒａｏｔｔｅｕｗｒｆａｔａｃｔｅａ — ｉｗａｅｎｔｅｓ — ｉａｎｆ－ｌｆｄｗｌｔｔｅｂｃｗｒｎｉｒｈｓｃｉｎｃｎｂａｅｅｏｓｍｅｅｔｎｎｅｈａｇｒａｒｏａｅｏｈｎｉａｃａｌａｈａｋａｄｏａｔａｃｅｔａｅｗｅｋｎｄｔｏｘｅｄｕｄｒｔｅｌｒｅｉｗｒｔｆｅａｔｒｈｓｆ — ｏｌｆｔ — ｕｗｒｅａｏｓｙｔｉｃｎｎｔｂｌｎｔｄｃｍｐｅｅｙＩｎｔｅｘｅｍｅｔａｒｔｇｆｏｔｅｕ — ｉｏｒａｉｈｐａｄａｒｔｒ，ｅｔａｏｅｅｉａｅｏｌｔｌ．ｎａｏｈｒｅｐｒｎｅａｉｒｍｈｎａｒｗａｅｎｔｅｍｉｉｎｌｆｓｄｗａｌ，ｈｉｕｅｒａｏｉｏａｒｔｇｆｏｓｄｗｌｓｓｌｎｔｒｐｅｓｒｌｎｅｉａｉｅａｌｉｖｒｉｅｌｓｔｅｄｆｓｄａｅａｒｗｅａｉｒｍｉｅａｌｉｍａｌｄｗａｅｒｓｕｅａｏｇｖｒｃｌｓｗｌｓａ — ｆｆｆｌｎｓ，ａｔｄｓｉｄｈｉｌｗｃｎｎｔｂｅａｅｑａｌ．Ｆｒｅｏｅｔｅｐｗｒｎｅｅｙａｉｃａｅａｉｎｉｑｉｎｒｏｓｅ，ｔｅａｒｏａｏｅａｒｔｄｅｕｂｙｆｕｈｒｒ，ｈｏｅｅｄｄｂｒｆｉｌａｒｔｓｕｔｅｏｔｍｔｉｏｅｍｕ

水工(专题)模型试验规程[SL156～165-95]条文说明

2中华人民共和国行业标准水工模型试验规程条文说明目次水流空化模型试验规程掺气减蚀模型试验规程水工建筑物水流压力脉动和流激振动模型试验规程闸门水力模型试验规程热力模型试验规程航道水力模型试验规程船闸水力模型试验规程水电站有压引水系统模型试验规程施工导流模型试验规程施工截流模型试验规程溃坝模型试验规程滑坡涌浪模型试验规程水流空化模型试规程总则水流空化模型试验规程主要是针对在减压箱进局部模型高压箱或其他专用消能工水流空化特性试叶片和特种绕流体等的水流空化特性试验未涉及到与材料性能有关相似准则即说明各主要水力要素仍然符长度比尺流速比尺流量比尺时间比尺糙率比尺要求模即式中原型的大气压力原型水柱压力原型汽化压力模型应指明计算模型得出试验时减压箱为了寻求初生空化及探索空化变化的规律亦应考虑水质对水流空化的影试验设备与量测仪器必检定单位对设备的实际功能能否满足监测项目的测试要求检定周期一般为规格必须满足设备的技术要求具有经过国家或行业检定的合格量测仪器凡已成为商品出售的量测仪器均必单位自制或兄弟单位必须通过率定具有合格测量使用的一次仪表率定周期一般必须有经过国家或检定周期一般模型设计即使模型满足但当模型比尺选得过小因此在模型设计时尽可能应使其重点研究部位的水流流态满足雷诺数大于否则宜将重点研究部位置于循环水洞或高包括两层含意二是要求模型过流面材料糙率与原型相似过流面的糙率对高速水流边界层的发展和流态模型制作与安装总的来说减压模型试验的模型制作与安装与常但当模型置于减压与加压合一的设备中分别进行减压条件和加压条件试验时制作和安装方面试验内容与方法水中含气量随着变化但严格控制和测量应通过水使水流含气量达到最少再进行正水流空化试验如分但应以观测危害性较大采用超声波空穴对空化现象作出综资料整理与分析主要例如相应于工程设计和因为这种运行条件是否产以及其空化特征和演变情况应为报告编写重点是指在循环水洞或高压箱中进行局部模型试验情况一般在水洞或高压箱的模型水流多是二维因此对所提的水力参数同空化源对此应作出追踪性关于水流空化模型试验的缩尺影响尚无成熟的校正方原当工程泄水建筑物的水流只有在工程的水流空化数小于模型测得的初生空化数则必须探掺气减蚀模型试验规程总则掺气减蚀模型试验规程主要是针对高水头溢洪明流泄洪洞等明渠高速水流掺气减蚀设施选型的模本规程适用于常压和减压条件下的模型试验但当进行减压还应遵循的相似准则即表明各主要水力要素仍然符长度比尺流速比尺流量比尺时间比尺糙率比尺强调模型掺气坎处的水流速度大于主要是但对通气量提出具根据考虑校正缩尺影试验设备与量测仪器所提出的专用试验设备并出具检定结果证检定周期一般为规格必须满足设备的技术要求自制的测车等控制设备量测仪器凡已成为商品出售的量测仪器均必单位自制或兄弟单位具有合格证书或相应的测量使用的一次二次和数据采集系统的仪表检定周期一般模型设计外对泄水建筑物过流面掺气减蚀设施的水力学模型试验的经验均认为当按佛劳德相似准则设计应使模型的水流速度大于需考将包括掺气坎置于对掺气坎其目的是为了以满足本规程其理由同的条文说是将掺气坎选型进行常压与减压条件下的对比试验重点是探明掺气坎用以提高掺气坎模型制作与安装制作与安装应注意事项提出一些要求主要目的是为了提高试验测试数据的精度试验内容与方法对同一工有条件时宜选掺气坎射流空腔对工程生产试验任务为掺气坎的选型和作坎下游掺气保护长度的分析论证宜重点测量坎通气管内的风速倘测流速分布有困难时如只测断面中间点根据原型观测资料的整理分析其经验总结认为则应将实测流速值乘系数来估算圆资料整理与分析但采用掺气坎其防蚀效果是为人们所公认的致于规程所指的资料整理主要是作为掺气坎体型优化及通气顺畅而足量为单宽通气量的掺气坎当作为收集与等其他能较科学地式中坎上平均水深报告编写主要是应用模型实测资料阐明和论证掺气坎通气和掺气效果目的是达到掺气坎特别是当模型比尺未满足条要求时对模型通气量引伸到以便原型合理选择通气管面积型通气管的风速应小于见是指当掺气坎还宜对防蚀的辅助措施水工建筑物水流压力脉动和流激振动模型试验规程总则必要性是作为统一本行业的水流压力脉动和结构物流激振动模型试验研究概括起来有以下内容和项目堆石坝溢流面板和过水围堰面板水流压水跃消力塘底板水流压力脉动特殊消能工边壁水流压力脉动拱坝泄洪消能与坝体流激振动引水管道振动特别是结构物流激振动的模拟试验还不能对所有结构物的有些以强迫振动为主的项目配合数学模本条规定为某些类型的流激振动分析提供动水荷载试验本条要求每项试验研究使试验研本条说明本规程与工常规模型试验规相似准则水流压力脉动模型试验水流运动相似和动力相似遵循佛劳德模型定律压力脉动要素统计特征量的相似比尺与模型比尺关系为流速脉动比尺紊动强度比尺时间比尺压力脉动幅值比尺脉动频率比尺相关函数比尺谱密度比尺对于水流压力脉动频率的模型相似律其一由流体力学的基本方程出发导得相似模型律并和重即压力脉动的欧拉数和斯特劳哈尔分别为式中由式和式得压力脉动振幅比尺压力脉动频率比尺其二由原型观测和不同比尺的模型试验得出的经验模型律压力脉动振幅比尺压力脉动频率比尺因此得出的值也不尽相同大致上述情况表明而频率相但目前大多仍按式的相似比尺换应同时满足水力条件相似水力条件相似模型应满足本规程第条文说明和有关规定结构动力相似几何条件相似应满足建筑物原型与模型的几何尺寸和相应的位置相似结构物受力产生的应变和变位的比尺为式中物理力学条件相似应满足原型与模型结构材料的力学参数在线弹性范围内各参数的比尺为式中泊桑系数比尺运动条件相似应满足原型与模型结构的运动状态和产生运结构运动的微分方程可表示为原型模型式中结构的加速度列阵结构的速度列阵结构的位移列阵作用在结构上的动水脉动荷载列阵时间在一般的三维弹性体条件下单元刚度矩阵可写成其中是与坐标无关的量纲为为弹性系数矩阵则式中边界条件相似应满足原型与模型边界约束条件和受力条件模型中结构物边界约束条件参见本规程第按本规程第条相似准则流激振动试验一般应包括结构的模态试验和结构的动力响应结构的模态试验一般分为结构在空气中和在水中湿后者的试验在模结构的动力响应试验与模型比尺式中试验设备与量测仪器或结合局部模型进行压力脉动试验也可以按需要建造新试验设即且适合试验应用方可科学化对于量测一次仪器仪表的率定二次仪器仪表及采集系统的检定其周期一般为模型设计应按本规程的第条相似准局水工建筑物流激振动模型试验应按本规程第来选择模型类型要求对结构物制模材料的如不满足相似比尺的要求则应重新选择比在截取模型范围时应论证结构物边界约束条件在水工建筑物流激振动模型试验中结构物制模材料对于原型在一些试其主要力学弹性模量可以满足相似但制模材料的泊桑比和阻尼比不能达到相似对于其他制模材料在符合相似条件下也主要是地基模拟范围有的试验研究以进行自振模态分析计算和比较以截取本条要求在布置测点时应按照试验研究任务的特点和要求模型制作与安装是模型制造和安装的依据绘图和校核者均应可以采用短导应注意制模材料的力学参数和整体结构的相似传感器直接与在模型制作与安装完毕后依照图纸和要求进行检查和校试验内容与方法本条为试验前应做好的试验准备工作和应遵循的试验方在安排试验组压力脉动和流激振动均为随机过程数据采集一般可取采样间隔时间样本容量每个测点宜多于段样本以确保每个在每组次试验中宜进同资料试验资料整理与分析本条规定了压力脉动和流激振动试验数据处理的方法即这三条规定了压力脉动或流激振动试验必其他试验资料可按有关规报告编写模型设计和制数据采集和处理分别为脉动压力模型试验报告和振动模型试验报告应重点阐述的内容应就其对工程的影响作出明确的结论和提有关报告编写的其他要求应遵循模型试闸门水力模型试验规程总则必要性是目的本规程适用于水工建筑物各类闸门和阀门的水力模型试验对于进水口和闸室段门槽等的水流空化试验的有关试验技术与要求按闸门流激振动模型试验的有关试验技术与要求按以使试验研究程序规本条主要说明本规程与相似准则即满足几何相水流运动相似和动力相似遵循佛劳德模型定律其主要参数的比尺与模型几何比尺关系为流速比尺流量比尺时间比尺力的比尺压强比尺功的比尺功率比尺闸门启闭力和通气量试验观测资料还不能按重力相似准则直接换算为原型值需采用试验与计算相结合来解决参见本规程第试验设备与量测仪器且需动态调控流量和对高水箱提出的四条要求这三条都是对试验量测仪表提出的要求即试验所使用仪器仪表均应有国家或行业技术监督部门颁发的合自行研制的仪表也均应经过相应技术监是使试验的对量测一次仪器仪表的率定二次仪器仪表及采集系统的检定其周期一般为模型设计按佛劳德模型定律应保证来流流态相似在截取模型范围时应包括闸室前后的有关建应根据试验任务要求和试但模型闸门宽不宜小于水头高模型比尺均应模拟闸门前来流流模型制造与安装是模型制造和安装的依为了避免制模和安装差错提出以保应根据试验任务的要求对于需观察水流流态部位为确保模型和试模型制造和安装完成后应依据设计图及要求进行校核和应遵循试验内容与方法包括试验用的量测仪表仪器要保持闸门启闭过程中库水位保持不变调节流量和平水栅来完成整个过程通气管风速量测如测管中心最大风速则应乘以系数闸门起闭缝隙应遵循资料整理与分析便于分析了解建筑物及布置下游以便得出门体总水压力的水平分量和垂绘制门井水位变化过程线一为闸门全开情况门井水位与库水位关系曲线二为在一定库水位下由于模型中的摩擦力很只供原型闸门的启闭力可采用试验与计算相结合的方法根据闸门启闭力计算公式式中和摩擦力当闸门为等速启闭或启闭加速度很小时总水压力的垂直分量在模型试验量测得和后再参照有关原型观测资料或经验取用如有亦可进行这样就可由式和式并绘制可用或用气水比并整理成与闸门不同开度的关系曲线模型一般是参照大量原型观测资料和系列试验研究提供的的关流量及内边壁压力分布并计算流量报告编写冷却水工程水力热力模型试验规程总则工业水的冷却按冷却机理一后者是各类冷却塔及喷水冷却其测试技术已另有规定本规程限于通过自由水面来本条强调在模型试验的规划设计中应编写试验研究大纲大纲内容大致与一般水工试验同唯对气象资料和环境水温属本本条说明本规程与的关冷却水模型试验与一般水工模型试验不同之处在于增加了温伴随相应如不考虑水体的温差效应与水气交面的热交换效应相似准则为欧拉数为压佛劳德数为重力与惯性力之比密度佛劳德数为浮力与惯性力之比傅里叶数贝克莱数为对流换热与分子传热之比上述相似条件包括了不少物理变量其比尺关系在各个相似条件中要求不尽在实践时必须根据试验的主要任务放弃或放松一些次要的可将模型大致分为两类一般是水库型或宜采用几何变态局部掺混与之相应的温度场宜采用几取水口包含在同一模型中受纳水域包括了排水的近区和远区热力上的因果因此模型的几何变态率要依据和权衡多方面因素来最终确冷却水模型的相似要求可参考表临界流量的含义为冷却水量超过此值后受纳水域的整体流态已不随流量包括水上地形和建筑物的几何相似风面热交换通量相似本条说明试验任务涉及其他有关问题时应补充由相应控制试验设备与量测仪器热力模注表中符号注脚指排水温度深流量的模型比尺为需要的最小模型水深模拟冷却水运动浮力效应的水体密度差是由水温差控制的水面散热系数也随气象条件而异热力相似模型试验的环境气象条根据目前仪表的测控水平提出允许偏差为最大不能超过潮汐发生及控制系统是用于控制模型开边界潮汐参数的专控制系统组成目前多采用计算机实时控管路等供回水设不包括含盐模型设计模型比尺的选定及最终依循的模型相似条件要根据试验研根据已有冷却水模型试验的实践经验将模型的分类及其相似要求列于表模型设计应综合考虑权衡参见如冷却水运动属平面流为节省试验费用水质要求的试验模型制作与安装试验内容与方法对非恒定流要实时除以上各条外试验内容和方法与水工模型试验要求相试验资料整理与分析对于相报告编写航道水力模型试验规程总则沙量少于要求各项试验任务都应编写试验大纲及大纲所包括的主要相似准则指出航道模型和船模所应遵循的相似准则和有关参以保证水流运动的相试验设备和量测仪器量测仪器单位自制或兄弟单模型设计航道宜采用整体正态模型原因一是整体正态模型能更正其二是应用自航船模的理论如模型比尺已定模型制作与安装船模如果是船试验内容与方法关于形试验分析结果表或作为形试验的典型代表较可采用航向改变性参数作为总操纵性相似参数它适用于有足够的航向稳回转性参数操纵过程都满足相似而且是安全的一般宜要求和符号和分别代表模型和原静水航速由船舶马力确定对岸航速舵角愈试验资料整理与分析此几条为航道水力模型试验应整理分析的主要资边界舵角过程线对岸航速过程线及漂角过程线报告编写性重点对船模航行中的航向改变性参数或回转性参数和航船闸水力模型试验规程总则必要性是目相似准则说明船闸水力模型试验应遵循佛劳德相似准则和要求各水力要素的比尺与模型几何比尺的关系为流速比尺流量比尺时间比尺糙率比尺力的比尺力矩比尺试验设备与量测仪器本条要求船闸模型试验应有相应的设备包括高水箱用于用于输水阀门空化试验宽玻璃水槽自行研量测仪器仪表的检定周期一般为本条要求船闸水力模型试验量测仪器的其他一般要求应按模型设计本条要求船闸水力模型试验应按本规程第工程规范及试验室条件合理选这三条是按一般试验指出不同试验宜采用的模型本条说明模型设计其他要求应按模型试模型制作与安装是对人字门动水阻力矩试验模型制作提出的特例要求这项工作需要电气和机械等多种专业人员的合作是为保证试验成果质量对模型安装精度和检查校安装及测量设备安装按试验内容与方法每测次重复三次试验资料整理与分析这四项内容概括了船闸闸室灌水的基本通常都绘制在同一张图上统称为闸室灌水水按水工建筑物水流压力脉动和流激振动模型试验规程的前横向与后横向等三个方以论报告编写在很大程度上影此四条要求对船闸水力模型试验主要成果进行分对试验研究成果应有具体明确的水电站有压引水系统模型试验规程总则必要性是方法和依本条要求水电站有压引水系统模型试验必须编写试验大纲本条说明本规程与工模型试验规相似准则此两条为水电站有压引水系统模型试验应满足的试验设备与量测仪器此两条与对试验用的水箱提出的要求一般可采针一般采用可主要量测仪器均必须满足动态测量要求并采用同步测量记模型设计并采但由于引水管常常很长而洞径相采用正态模型有困难即引水管为保持调压井涌浪运动相似采用沃格特经模引水管长度比尺引水管管径比尺调压井高度比尺水流流速比尺水锤波速比尺发电流量比尺时间控制比尺涌波高度比尺水锤压力比尺模型制作与安装是用作调整闸门开度产生不同局部损失来补偿由于模型管长度模拟不够所引起的沿程制模材料根据过去经验制定的并不限制条文规定的精度要求是根据已有经验与保证试试验内容与方法试验方法可避免因温度和水质等环境因可通过同步记录下来的首尾端水锤压使为避免偶然误差规定每试验资料整理与分析报告编写这条是报告的重点应进行充分论证提出有说服力的结对方案比较若与数学模型相结合施工导流模型试验规程总则必要性是方法和依本规程适用于水利水电工程各类导流模型的水力试验研究概括有以下内容河床式导流一期围堰挡水期主河道导流二期围堰挡水期明渠导流或后期导流岸边式导流混围堰过水与隧洞结合的导流以使试验研究程序规本条主要说明本规程与的相似准则各水力要素的比尺与模型几何比尺的关系为流速比尺流量比尺时间比尺力的比尺压强比尺糙率比尺雷诺数应大于试验设备和量测仪器本条主要说明导流模型试验可根据具体要求在试验或施这三条都是对试验用的量测仪表提出的要求即试验所使用的仪器仪表均应有国家或行业技术监督部门颁发的合格证自行研制的仪表也均应经相应技是使试对于一次量测仪器仪表的率定二次仪器仪表和采集系统的检定其周期一般为模型设计并选择适这条主要是对截取模型范围提出了要求以保证坝区及导量测建筑物过流面上的压力水头增大时的泄洪模型制作与安装是模型制造和安装的为了避免制模和安装发生差错结构物线条和尺寸应清晰可根据具体条件选用其本条要求在制模时本条要求按试验研究的需要其他有关量测仪表安装要求按模型试验试验内容与方法这三条是根据不同模型类型应观测或量测的主要内容试验量应注意以下几点通常在调好水位和流量后进行量测对水位和流以确保资料的可靠性并作记录和说明资料整理与分析绘制不同导流工程布置方案的坝区及束窄河道的流速分布图及流态情况便于分析和比较导流工程总体布置及水流条件的绘制不同导流工程布置方案的水位比较和确定导流工程的规比较和选闸和坝下游消能冲刷及流速分布图便于分用以分析通航条此条是为分析利用导流洞兼作施工期间漂木的可能性及其报告编写这六条都是试验研究的主要成果要求资料准确可靠施工截流模型试验规程总则必要性是方法和依规定本规程的适用范围为水利水电工程河道平堵截流和立使试验研究程序规范本条主要说明本规程与相似准则各水力要素的比尺与模型几何比尺的关系为流速比尺流量比尺时间比尺力的比尺功率的比尺这三条是对抛投料抛投强度和进占方式的试验设备和量测仪器凡属市场购置且适合试验测方量测仪器仪二次和数据采集系统的检定周期一般为对截流模型及量测仪器的其他一般要求应按模型设计本条要求截流模型应按本规程第条相似准则进行设计并满足第本条提出应根据试验任务要求和试验室的条件综合考虑选当导流试验和截流试验在同一模型上进行时最终选择对人工预制的各种大型抛投料对堆筑体或戗堤所需的大一般这条要求按设计提供抛投料运输车辆载重情况及进占方式模型制作与安装应按。

水电站建筑物防止和减免空蚀的措施研究

水电站建筑物防止和减免空蚀的措施研究摘要：我国是世界上大坝数量最多的国家。

在水电站建筑物破坏中，泄水建筑物的损坏尤为普遍。

泄水建筑物不仅要承受上游来水的冲刷，还要抵抗下游来水的冲击，特别是高速水流的冲刷。

本文着重论述如何预防和减免水电站建筑物的空蚀。

关键词：水工建筑物；空蚀0引言空蚀破坏是泄水建筑物中常见的一种损伤现象。

据国内外有关资料显示，在12-15m/s的水流流速条件下，在闸门槽、泄洪建筑物的进水口、消力墩等部位，若与固体颗粒接触，极易发生绕流形成空穴，导致混凝土的空蚀破坏。

当流速大于18m/s时，即使是一般强度的混凝土乃至钢筋材料，也会受到空蚀破坏。

泄水建筑物中的空蚀破坏会对其过流表面产生破坏，从而影响建筑物的性能，使其泄流能力下降，严重威胁建筑物结构的安全运行。

1水工泄水建筑物的空蚀破坏国内外众多的工程实践表明，在高水头泄水建筑物的一些部位，由于设计不当或施工不当，往往会出现材料腐蚀。

在混凝土或金属等材料的表面，轻则会产生一些斑点凹陷，重则会产生蜂窝状甚至大洞，这就是所谓的空蚀现象。

泄水建筑物的空蚀损坏由多种因素造成，目前公认的成因主要有以下几种：①泄水建筑物外形设计不合理；②建设中的不平整度过大；③使用管理方法不合理；④以上各种因素的共同影响形成了空化水流，并导致空蚀损坏。

研究表明，空蚀是水体中空泡溃灭时产生的冲击力与物质材料对空蚀的抵抗作用强的综合结果。

空蚀的程度取决于水流的空蚀能力和物质材料的抗空蚀强度。

[1]。

2空蚀破坏的产生条件由初生空穴数和水流空穴数两个量来表示高速水流在建筑物中的某个位置上出现空穴现象时的空穴数。

式中为端面时均动水压力；为大气压力；为相应水温下的蒸汽压力；为水密度；为端面平均流速；为重力加速度。

当＜时、水流出现空穴现象。

有时候，因为在固体边界没有出现空穴溃灭，或者固体边界物质材料的抗空蚀能力不够强，所以尽管出现空穴，但并不必然出现空蚀损坏。

可见，出现空蚀的充分条件为：有高速的水流和出现空穴；空穴溃灭所引起的冲击载荷会对泄水建筑物侧墙产生作用，并超出边壁物质材料颗粒之间的内聚力。

泄洪洞掺气减蚀探讨

题格外引人注目… ，而目前解决这Байду номын сангаас一问题的主要方
下闸蓄水，是一座以防洪、灌溉为主，兼顾供水、
养鱼及旅游等综合利用的中型水库。水库枢纽由大坝、泄洪洞、灌溉洞和溢洪道组
成。泄洪洞位于大坝中部０＋４３５处，由进水塔、
设施，第一处掺气设施位于渥奇曲线末段，掺气坎
的形式为挑坎和槽组；第二处掺气设施设在龙抬头反弧段末端，形式为跌坎，其后则为直坡段。通风
１工程概况
涝河水库位于汾河支流涝河干流上，大坝座落
在距临汾市城东２０ｋｍ的临汾市尧都区大阳镇东河
收稿日期：２０１６ — ０８ — ２６
工况下能够保证水流经过其后具有均匀的流速场和压力场，表明掺气减蚀作用明显。
关键词：泄洪洞；掺气减蚀；数值模拟；ｖ型坎；ｕ型坎
中图分类号：ＴＶ６５
文献标识码：Ｂ
文章编号：１６７２ — ２４６９（２０１７）０４ — ００５１ — ０４
绍。罗永钦等则以溪洛渡水电站３＃泄洪洞为研究对象，对高坝明流泄洪洞的掺气减蚀问题进行了
分析和探讨，认为对于高流速、大梯度泄洪洞水力学问题，采用分段计算能提高计算速度。

厄瓜多尔布鲁布鲁防洪工程马拉维亚斯水库泄水结构施工优化

2017. No.3四川水利• 27 •厄瓜多尔布鲁布鲁防洪工程马拉维亚斯水库泄水结构施工优化谭明军(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)【摘要】针对南美洲厄瓜多尔布鲁布鲁防洪工程马拉维亚斯水库的实际水文情况，对其泄水结构施工进行了技术优化，经优化后缩短了工期，运行简单，安全可靠。

【关键词】布鲁布鲁防洪工程泄水结构施工优化马拉维亚斯水库厄瓜多尔中图分类号:TV65 文献标识码:B文章编号:2095-1809(2017)03-0027-031项目概况布鲁布鲁防洪控制工程位于南美洲厄瓜多尔共和国卡尼亚尔（Canar)省西部靠近瓜亚斯(Guayas)省，瓜亚斯河的东南部，距离瓜亚基尔约 140km。

布鲁布鲁防洪工程主要由马努艾上游堤坝改造、防洪河堤、钢筋混凝土挡墙、马拉维亚斯水库及马拉维亚斯分洪闸等组成。

马拉维亚斯水库总容积1600万m3,最大深度7m,最大人库流量250m3/s,由马拉维亚斯分洪闸溢流堰经沉淀区后进人水库，堤坝全长7.88km。

马拉维亚斯水库设有一处泄水结构，主要用于水库泄水及向下游河道补水。

水库泄水结构由进水口、测量井（含拦污栅）、导流钢管、锥形阀及出水口（含消力敦）5部分组成。

共安装3组1800mm导流钢管及锥形阀,设计排水量为60m3/s。

导流钢话一图1锥形阀剖面图2原设计存在的问题马拉维亚斯水库泄水结构阀门原设计采用的是锥形阀门。

由于水库位于平原与山区的交汇处，上游河道泥沙较多且植被繁茂,每年雨季上游来水携裹大量泥沙和树木等漂浮物进人水库，雨季很容易造成阀门堵塞，影响水流的畅通性，将会造成阀门丧失控制功能，可能产生较大的洪水危害。

3施工优化3.1阀门优化根据水库所处地理环境和水文条件进行了阀门优化选型。

经分析比较，拟采用平板阀门替代原设计的锥形阀门的方案最为适合。

3.1.1阀门优缺点对比• 28 •谭明军：厄瓜多尔布鲁布鲁防洪工程马拉维亚斯水库泄水结构施工优化2017. No . 3(1) 锥形阀门锥形阀门被设计成在平均辐射状下工作，也就是说其主体和阀塞都要在几乎同等辐射状压力下工作。

浅论掺气设施的消能作用

浅论掺气设施的消能作用栗帅;张建民;陈剑刚;胡小禹【摘要】掺气减蚀设施不仅能有效地减缓空蚀和磨蚀的发生,而且具有一定的消能作用.结合某水电站溢洪道的模型试验研究,分析了溢洪道掺气减蚀工程措施的消能效果,并首次定量地计算了消能率.试验和计算结果表明,在高水头、大单宽流量溢洪道中每道掺气挑坎的消能水头为2～5 m,随着级数的增加消能水头逐渐增加.试验还表明,在满足掺气要求和水流流态平稳的条件下,尽可能多设置掺气设施不仅不会增加工程量,还可以降低泄槽因高速水流冲刷破坏的风险,而且有利于下游消能防冲设计的优化.%Air entrainment facilities can not only effectively reduce the occurrence of cavitation and abrasion, but also has a certain role on energy dissipation. Combining with the experimental research of a spillway model, the energy dissipation of the aerator in the spillway is analyzed and the energy dissipation rate is firstly quantified. The results show that the head will decrease about 2-5 m after flowing through an aerator in a spillway with high water head and large unit discharge, and the head decrease will be increased with the increase of the number of aerators. The experimental study also shows that, under the conditions of meeting the requirements of aeration and keeping flow stable, setting the aerators as much as possible will not increase the construction quantity, but it can reduce the risk of chute damage due to high-speed flow and is beneficial to the optimization of downstream energy dissipation and erosion control designs.【期刊名称】《水力发电》【年(卷),期】2011(037)007【总页数】4页(P86-89)【关键词】掺气坎;掺气减蚀;消能;模型试验【作者】栗帅;张建民;陈剑刚;胡小禹【作者单位】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;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;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;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【正文语种】中文【中图分类】TV6530 引言早在20世纪30年代，人们就已经认识到水流掺气可以减轻对过流表面的空蚀破坏，但直到1960年，美国的大古力坝（Grand Goulee Dam）在泄水孔锥形管出口下游设置掺气槽，才把这一认识付诸于工程实践。

巴基斯坦汗华水电站工程泄水建筑物设计

巴基斯坦汗华水电站工程泄水建筑物设计郭西方;顾小兵;陈能玉;李娅【摘要】汗华水电站是巴基斯坦一项高水头、长隧洞的引水式水电站工程,大坝为混凝土重力坝.泄水建筑物设有4个底孔、1个表孔,采用逆坡消力池底流消能.【期刊名称】《水利水电工程设计》【年(卷),期】2010(029)003【总页数】3页(P25-27)【关键词】混凝土重力坝;底孔;表孔;水力计算;底流消能;逆坡消力池;汗华水电站【作者】郭西方;顾小兵;陈能玉;李娅【作者单位】中水北方勘测设计研究有限责任公司,天津,300222;中水北方勘测设计研究有限责任公司,天津,300222;上海勘测设计研究院新能源分院,上海,200434;中水北方勘测设计研究有限责任公司,天津,300222【正文语种】中文【中图分类】TV222汗华(KHAN KHW AR)水电站工程位于巴基斯坦西北边境省,大坝位于印度河支流KhanKhwar河上,发电厂房位于印度河右岸Besham镇附近,该工程是一项高水头、长隧洞的引水式水电站工程,由水库、挡水重力坝、引水系统、调压井、电站厂房、尾水建筑物、开关站和输变电线路等组成,其主要任务是调峰发电。

大坝为混凝土重力坝,最大坝高49.0m,坝顶长106.1m,坝顶高程829.0m。

最高蓄水位825.0m,水库总库容为约105万m3,有效库容为40万m3。

引水系统总长5144m,内径为3.85～3.00m,包括引水隧洞、压力竖井和压力隧洞。

设计引水流量35m3/s,设计发电净水头242m,总水头为254m。

厂房内安装2台34.25mW的立轴混流式发电机组和1台3.65MW的冲击式辅助发电机组,总装机容量72.15MW。

1 泄水建筑物的设计要求1.1 坝址泥沙及洪水特征坝址多年平均悬移质输沙量为77万t/a,推移质输沙量为9万t/a,总输沙量为86万t/a。

100年一遇(P=1%)洪水流量为2667m3/s,1000年一遇(P=0.1%)洪水流量为3750m3/s,10000年一遇(P=0.01%)洪水流量为4900m3/s。

防掺气泄水建筑物消能设施水力特性的试验研究的开题报告

防掺气泄水建筑物消能设施水力特性的试验研究的开题报告一、研究背景和意义在建筑物的设计和施工中，防止水的渗透和漏水是至关重要的。

为了解决这一问题，一些消能设施被提出并应用于实际建筑中，其中包括防淤堵器、消能槽、抗浪墙等。

然而，存在这些消能设施的建筑物中，气的渗透和泄水问题仍然存在，可能会导致建筑物的损坏和安全问题。

因此，需要对防淤堵器和抗浪墙等消能设施的水力特性进行研究，以使其能够更好地应对气的渗透和泄水问题。

二、研究内容和目标本研究旨在通过试验研究，探讨防淤堵器和抗浪墙等消能设施的水力特性与其对气的渗透和泄水问题的影响。

具体内容包括：1. 防淤堵器和抗浪墙等消能设施的水力特性试验。

2. 分析防淤堵器和抗浪墙等消能设施对水流的影响。

3. 分析防淤堵器和抗浪墙等消能设施对气体的渗透和泄水问题的影响。

4. 提出相应的解决方案，以防止建筑物中气的渗透和泄水问题。

三、研究方法和步骤本研究采取实验研究方法，具体步骤包括：1. 设计试验方案，确定试验参数和样本。

2. 搭建试验样本及其固定装置，并对试验设备进行安装和调试。

3. 进行试验，记录数据并进行分析。

4. 总结试验结果并提出解决方案。

四、研究计划和进度安排1. 立项和文献调研：2021年6月-2021年8月。

2. 设计试验方案：2021年9月-2021年10月。

3. 搭建试验样本及其固定装置：2021年11月-2022年1月。

4. 进行试验及数据记录和分析：2022年2月-2022年7月。

5. 总结试验结果并提出解决方案：2022年8月-2022年9月。

五、预期成果和意义本研究预期的成果包括：1. 防淤堵器和抗浪墙等消能设施的水力特性试验数据。

2. 对防淤堵器和抗浪墙等消能设施对水流和气体渗透和泄水问题的影响进行了分析。

3. 提出相应的解决方案，以防止建筑物中气的渗透和泄水问题。

本研究的意义在于，为建筑物的设计和施工提供科学依据和理论支持，使建筑物能够更好地应对气的渗透和泄水问题，保证建筑物的安全性和可靠性。