摘要：为了综合比选现有箱型浮式防波堤、分析其截面的改进设计方向,本文总结了目前提出的箱型浮式防波堤的截面型式,并收集对应的物理模型试验结果对其波浪消减性能进行了分析。通过引入无量纲参数β,对各类浮堤的消波特性进行讨论,得到了不同截面型式浮式防波堤的消浪性能边界。结果表明:当入射波周期小于9 s时,各类浮堤的透射系数可达到0.5以下;当大于9 s时,浮堤的消浪能力大幅下降,透射系数集中在0.8~1.0。在此基础上,总结了3种改进浮式防波堤截面的途径,建议优选组合异形截面并添设消波模块。

摘要：为解决水泵机组设备布置与泵装置性能优化之间的矛盾,提出宽体竖井设计方法.基于三维湍流数值计算方法和熵产理论,比较了宽体竖井进水流道与2个常见的尖锥形竖井进水流道的水力特性.设计制作宽体竖井进水流道水泵装置模型,并试验测试5个叶片角下泵装置的能量特性、空化特性和飞逸特性.结果表明:宽体竖井方案与其他2个方案的内流场相似,在设计流量工况下流速均匀度均为95%左右,加权平均角度均大于89°;不同流量工况下,3种方案水力损失均接近,竖井前段熵产仅占后段的7.470%,竖井前段宽体型线对流道能量耗散无影响;当叶片角为0°时,水泵装置效率最高达79.19%;5个叶片角的泵装置临界空化余量均小于6.0 m;当叶片角为-6°时,扬程为2.36 m的最大飞逸转速为278.6 r/min;宽体竖井的水力特性与常规竖井相近,具有可同时满足设备布置与泵装置性能需求的特点.

摘要：鱼道能够帮助洄游鱼类上下行通过大坝等障碍物,顺利到达繁殖地、索饵场等,完成鱼类生殖洄游过程。隔板竖缝式鱼道是国内常见的鱼道形式,依托了某航运枢纽工程隔板竖缝式鱼道进行了该类型鱼道池室水流条件模型试验研究。该鱼道最大设计运行水头6.8 m,主要过鱼对象为四大家鱼。鱼道设计流速为0.8~1.0 m/s。鱼道普通池长3.6m,净宽3.0 m,隔板竖缝宽度0.45 m,采用“L”型隔板型式。直段休息池长度增加为9.0 m,鱼道宽度及隔板型式不变。普通池室纵坡为1∶80,休息池纵坡为0。鱼道池室设计水深为2.0 m。通过建立1∶5的大比尺鱼道局部水工物理模型,采用旋桨流速仪对不同布置方案下的鱼道竖缝流速进行了测量,采用ADV(多普勒流速仪)和PIV(粒子图像测速仪)等多种流速测量技术手段,对不同布置方案下的鱼道池室内水流流速及流态进行了分析。物理模型中悬桨流速仪实测鱼道隔板竖缝最大流速为0.95 m/s,小于本鱼道最大设计流速,实测鱼道最大流量为0.69 m^(3)/s。ADV和PIV实测池室内最大流速值位于隔板竖缝主流中心,约为0.94 m/s。池室竖缝出流流向明确,竖缝出口附近最大流速约为0.6 m/s,水流主流在池室内成相对较缓的“S”形流线。上溯鱼类通过竖缝进入池室后,有明确的水流引导鱼类沿主流进入池室左侧进行休息调整。在已建立的1∶5的鱼道局部物理模型上进行放鱼试验,观察到鱼类在池室内顶着主流方向以冲刺的方式向上游动通过竖缝。当鱼类上溯疲劳时,停留在休息池隔板下游侧的低流速回流区进行休息,整体而言上溯过程顺利,说明在现布置条件下,鱼道池室和竖缝尺寸、普通池室和休息池底坡的设计合理。

摘要：河流交汇区是河网系统中水、沙、污染物、生物等环境要素的突变点,也是河网行洪与污染物输移扩散的关键控制节点。从野外测量、室内试验与数值模拟方面,总结分析了河流交汇区水流结构与污染物输移的基本特征及其在不同交汇条件作用下的响应规律,以及复杂水流结构与生境对于河流交汇区水安全的重要影响。展望了未来研究重点,建议加强非恒定流条件下的交汇区水力学特性研究,进一步揭示交汇区污染物掺混输移特征与水动力条件之间的响应机制,研究通过工程布局与水力优化调控相结合的措施系统提升了交汇区防洪安全与水生态环境质量。

摘要：在水利工程设计建设中,泄洪洞承担着过量洪水的宣泄功能,对保证工程的安全运行具有重要意义。此次研究以某水库泄洪洞为工程背景,利用物理模型试验的方式分析了原设计方案在结构设计方面存在的问题,并提出具体的优化方案。模型试验结果显示,优化设计方案可以有效改善下泄水流流态,优化效果良好,建议在工程设计中选用。

摘要：山区河道具有防洪标准低、行洪不畅、排涝能力差等特点。文章对皖南山区河道中的跌水堰工程进行方案比选,分析发现采用滚水堰型式更为合适,而后在此基础上进行结构设计和稳定性研究,旨在为类似工程提供借鉴。

摘要：针对原消力池流态紊乱、水面波动大,形成的远驱式水跃对护坦造成冲刷破坏等问题,采取趾墩-梯形墩联合消能的方式,对水力特性展开研究。通过模型试验结合数值模拟方法,研究了不同流量下的消能变化规律,分析了水流能量转化过程,计算了流速减速比。结果表明:趾墩-梯形墩联合消能工,当双排梯形墩交错布置时,在3种流量工况下,减速比分别为60.00%、75.34%、73.75%,相较原消力池,跃长依次缩减11.29%、14.17%、10.22%。按照消能方式可分为4个区域:收缩分流区、水跃旋滚区、两侧漩涡区和跃后主流区。该研究可为联合消能工设计及消力池体型优化提供参考依据。

摘要：斜切挑坎在挑流设计中是一种常用的挑坎体型,能使水流在纵向上充分扩散,避免水流集中冲击于同一位置。斜切体型设计会使挑射水流在运动过程中在横向方向上呈现扩散角度增大的现象,但对此现象的深入研究较少。本文主要针对长边侧与短边侧之间的横向压力差进行研究,探究斜切挑坎横向压力差受挑坎尺寸与来流条件的影响,为后续斜切挑坎水舌横向扩散研究提供相关参考依据。本文使用数值模拟方法对不同挑坎尺寸与来流条件下斜切挑坎的出流情况进行模拟,分析了斜切挑坎内横向压力差的分布特征,以及挑坎尺寸与来流条件对横向压力差的影响。研究发现,最大横向压力差位于斜切挑坎短边边墙末端底板位置,横向压力差与斜切角度、来流流速、来流水深呈正相关,与挑坎半径呈负相关,并拟合了最大横向压力差与挑坎尺寸、来流条件有关的计算式。研究成果对斜切挑坎挑流水力设计具有一定的借鉴意义。

摘要：【目的】窄河谷高拱坝常采用表孔宽尾收缩射流技术以实现高拱坝表深孔无碰撞泄洪消能。宽尾墩收缩比过大时,水舌纵向拉伸不充分,会导致入水集中加剧下游冲刷;收缩比过小时,流道内发生壅水,可能降低表孔泄流能力同时会恶化挑流水舌流态。找到壅水发生的收缩比临界值可为宽尾墩体型设计提供依据。【方法】采用水工模型试验和三维数值模拟计算相结合的方法,研究了宽尾墩收缩比、始折点、收缩段长、堰面俯角和堰顶水头对流态的影响。【结果】结果表明:在其他参数相同仅改变收缩比的条件下,随着宽尾墩收缩比的缩小,存在一个临界收缩比,当收缩比小于临界收缩比时,表孔内出现壅水流态;基于360多种计算体型工况试验,得到了48组临界收缩比试验数据。【结论】给出了临界收缩比与堰顶水头、堰面曲线定型设计水头、堰顶与闸墩始折点高差、收缩段长和堰面俯角的定量关系式,经验证该公式具有较高精度,可为高拱坝表孔宽尾墩体型设计提供参考。

摘要：在地形地质等条件限制下,多级消力池往往由于水流衔接不畅导致下游的流态与消能效果较差。基于河北省青山水库溢流表孔及泄洪底孔消能防冲设计,采用数值模拟与模型试验相结合的方法,对一级消力池与二级消力池不同体型参数下池内特征水力参数的变化规律进行了研究。结果表明:当一级消力池池长满足稳定水跃发生条件后,继续增大池长对消能率的影响较小;尾坎高度(即池深)的降低导致收缩断面弗氏数逐渐增大,表孔侧与底孔侧一级消力池消能率随着坎高降低呈先增大再减小的变化规律;二级消力池直线段长度增大导致水跃位置下移,弯曲段轴线角度适度增大有利于提高消能率,但角度过大时消能率降低;在此基础上推荐了一级消力池与二级消力池联合消能的组合体型,并进行了数值模拟与模型试验研究。结果表明:延长一级池内的导墙可以显著改善二级池流态,各级消力池内跃前断面弗氏数均超过4.50,发生的水跃属于稳定水跃;综合消能率达到70.12%,较初设方案有明显提升。研究成果可为类似工程设计参考。