抽水蓄能电站泄流建筑物水力优化及排沙效应的试验研究 被引量：5

1

作者 刘明潇 甄映红 +1 位作者 孙东坡 植凤娟 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2018年第6期73-80,共8页

对于边界及运行条件复杂的水利工程,泄流排沙建筑物的合理布局十分重要。采用动床模型试验技术,研究了某拟建抽水蓄能电站下库区水沙运动及泥沙淤积分布规律。试验表明利用河湾布置取排水口防沙效果较好,裁弯取直的输沙槽能引导主流输沙... 对于边界及运行条件复杂的水利工程,泄流排沙建筑物的合理布局十分重要。采用动床模型试验技术,研究了某拟建抽水蓄能电站下库区水沙运动及泥沙淤积分布规律。试验表明利用河湾布置取排水口防沙效果较好,裁弯取直的输沙槽能引导主流输沙;但泄洪排沙洞进流不畅、泄流能力不足,导致排沙效果受限。根据电站运行条件及坝区水沙运动特征分析,进行了“上拦、中排、下截”的水力优化试验。利用Ω弯道自然条件,通过局部优化、调整拦沙潜堰与围堰,借助双截留使过机泥沙降低20%~25%。通过调整泄洪排沙洞体型与轴线布置,泄流量增加1.78~1.94倍,排沙量增加2.3~2.6倍,洪水期排沙比增加到0.30~0.33,拉沙能力大增,淤积纵向分布重心下移。研究成果为水库及电站安全运行提供了可靠技术支撑。 展开更多

关键词 模型试验 Ω河湾 排沙洞 优化 排沙比

在线阅读 下载PDF 职称材料

某抽水蓄能电站拦沙库泄洪排沙系统的水力特性研究 被引量：3

2

作者 韩力球 孙东坡 +1 位作者 赵旭润 董明家 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 2017年第1期80-86,共7页

以某抽水蓄能电站下水库泄洪排沙洞为研究对象,利用相似理论建立了比尺模型,该模型通过了河道阻力试验验证。试验中,观测了不同水力条件下的洞内水流流态、水面线、流速、消能状况以及下游护岸冲刷情况。试验观测结果表明,泄洪排沙洞进... 以某抽水蓄能电站下水库泄洪排沙洞为研究对象,利用相似理论建立了比尺模型,该模型通过了河道阻力试验验证。试验中,观测了不同水力条件下的洞内水流流态、水面线、流速、消能状况以及下游护岸冲刷情况。试验观测结果表明,泄洪排沙洞进口流态平顺、泄流能力及隧洞段流态均满足设计要求,但陡坡扩散段以下的急流涵洞段出现水跃闷洞、明渠深度不足、出口扩散段不能集中拉沙等问题。基于调整纵坡、协调各段输水能力、抑制水跃强度的修改思路,进行了优化修改试验。经多次比对试验,最终确定了优化修改方案,解决了涵洞段与明渠段水流衔接的协调性。修改方案较合理地控制了洞内水深,消除了明流洞水跃壅塞现象,改善了洞内流态;同时,增设扩散段输沙槽,有效提高了小流量集中拉沙的能力,满足了不同水流条件下的泄流安全要求。该研究成果对类似工程设计与安全运行具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 明流洞 流态 水跃 闷洞 流速分布 河床冲刷

在线阅读 下载PDF 职称材料

典型堤防溃口水力特性的试验研究 被引量：3

3

作者 李晓晨 马洪福 +1 位作者 刘明潇 董明家 《中国农村水利水电》 北大核心 2020年第8期182-187,共6页

堤防溃口水流十分复杂,了解其水力特性是溃口堵复的基础。利用聚类分析确定的典型溃口特征值,建立了溃口水力模型,进行了溃口流场流态与基本水力要素的观测试验。针对堤防溃口区的复杂流态,利用VDMS系统记录分析了水流流速在溃口区域的... 堤防溃口水流十分复杂,了解其水力特性是溃口堵复的基础。利用聚类分析确定的典型溃口特征值,建立了溃口水力模型,进行了溃口流场流态与基本水力要素的观测试验。针对堤防溃口区的复杂流态,利用VDMS系统记录分析了水流流速在溃口区域的分布特性,对堤防溃口中后期水力参数变化规律进行了归纳总结。试验结果表明流场流速最大点出现在溃口口门处,流速一般在4.81~5.80 m/s;溃口下游两侧洪泛区存在大范围涡流现象,回流流速一般在0.64~0.92 m/s;溃口上下游水位~流量与水位~流速的变化规律具有互补性特点,溃口无量纲水位差与单宽水流功率和水深存在相关关系;研究成果深化了对溃口水力特性的认识,为溃口堵复技术研究提供了技术参数。 展开更多

关键词 堤防溃口 模型试验 流场 水力特性 VDMS

在线阅读 下载PDF 职称材料

黄河中下游推移质泥沙输移特性研究 被引量：2

4

作者 刘明潇 孙东坡 +1 位作者 高磊 吕圆芳 《人民黄河》 CAS 北大核心 2013年第12期24-26,共3页

利用量纲分析原理讨论了黄河中下游河道各种水力要素及边界条件对推移质输沙率的影响,建立了反映河床形态因子的综合无量纲水流强度指标,同时分析了各水流强度指标与推移质泥沙输移强度的相关关系。结果表明:无量纲综合水流切应力指标... 利用量纲分析原理讨论了黄河中下游河道各种水力要素及边界条件对推移质输沙率的影响,建立了反映河床形态因子的综合无量纲水流强度指标,同时分析了各水流强度指标与推移质泥沙输移强度的相关关系。结果表明:无量纲综合水流切应力指标和无量纲综合水流功率指标均与推移质泥沙输移强度有较好的相关性;在水流强度很低、无量纲水流功率综合指标W*2<600时,水流功率综合指标与推移质输移强度的关联度有一定的波动性;随着水流强度增大,无量纲水流功率综合指标600<W*2<7 000时,水流功率综合指标与推移质输移强度有着较好的关联度。 展开更多

关键词 无量纲综合因子 水流强度指标 输移特性 推移质泥沙 黄河中下游

在线阅读 下载PDF 职称材料

某水库泄洪明渠末端扩散段急流控导试验研究 被引量：2

5

作者 孙东坡 王书会 +1 位作者 李全家 胡漩璇 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2015年第4期134-138,共5页

通过对某水库泄洪排沙系统的水力模型进行试验研究,发现陡槽明渠末端扩散过渡段水流流态不稳,主流贴岸冲刷严重,为了保证泄流系统的正常运行与堤防安全,必须协调好扩散过渡段前后的水流衔接。基于急流控导理论,提出了边岸导流、水下潜... 通过对某水库泄洪排沙系统的水力模型进行试验研究,发现陡槽明渠末端扩散过渡段水流流态不稳,主流贴岸冲刷严重,为了保证泄流系统的正常运行与堤防安全,必须协调好扩散过渡段前后的水流衔接。基于急流控导理论,提出了边岸导流、水下潜没控制两个控导方案。模型试验研究表明在扩散段加设管桩坝,可以将扩散段主流导向扩散段中央,边岸流速有所减小;采用创新性的组合潜没三角翼在均衡水流和抑制边界层分离都有很好的效果,实现了主流居中稳定、大大减轻了扩散段末端护坦冲刷和右边岸堤防冲刷,研究成果对解决同类型工程问题有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 泄洪明渠 扩散段 边界层分离 均衡水流 控导

在线阅读 下载PDF 职称材料

河道滩区风机群对漫滩洪水影响的数值模拟研究 被引量：4

6

作者 孙东坡 马腾飞 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 2016年第1期35-39,共5页

对于河道宽滩区修建的风电场工程,其风机塔筒群的阻水作用可能会对所在河段的洪水演进及河势稳定有所影响,必须予以了解和评估。本文基于MIKE21软件,建立了某风电场所在河段的二维平面水动力数学模型,并对模型进行了验证。在验证洪水条... 对于河道宽滩区修建的风电场工程,其风机塔筒群的阻水作用可能会对所在河段的洪水演进及河势稳定有所影响,必须予以了解和评估。本文基于MIKE21软件,建立了某风电场所在河段的二维平面水动力数学模型,并对模型进行了验证。在验证洪水条件下,特征断面模拟水位与设计水位的相对误差均小于1%,表明模型阻力参数设置比较可靠。对风电场所在滩区的水流阻力进行了概化处理,然后运用模型开展了风电场工程建设前、后两种条件下设计特征洪水的数值模拟,得到了该河段在设计特征洪水演进过程中的水深、流速等数据。通过对比分析工程壅水及主流线位置变化可知,该滩区风机塔筒群引起的工程壅水较低、流速变化较小、主流线位置变化不大,不会引起该河段河势的明显变化。研究成果对滩区风电场工程规划设计具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 MIKE21 滩区 风机群 数值模拟 河势变化

在线阅读 下载PDF 职称材料

明渠大扩散角过渡段水流特性及偏流机理研究 被引量：1

7

作者 于倩 孙东坡 +1 位作者 王鹏涛 王二平 《人民长江》 北大核心 2019年第6期203-210,共8页

明渠大扩散角过渡段水流偏流特性是影响输水工程设计的重要问题。在室内水槽试验中采用旋桨流速仪和PIV两种手段,在不同缓流条件下对明渠大扩散角过渡段开展了流速场测量,并对扩散段边界层分离、主流偏移和回流区水流运动特性等问题进... 明渠大扩散角过渡段水流偏流特性是影响输水工程设计的重要问题。在室内水槽试验中采用旋桨流速仪和PIV两种手段,在不同缓流条件下对明渠大扩散角过渡段开展了流速场测量,并对扩散段边界层分离、主流偏移和回流区水流运动特性等问题进行了分析研究。结果表明:水流经过扩散段后发生边界层分离、主流挤压在小范围弱回流区一侧,而另一侧则形成大范围强势回流区,随机形成偏流,流速横向分布不均匀,动量不能均衡扩散;水流特性沿垂向分布具有差异性,明渠扩散段水流的底层和中层受侧壁和底部边界影响较大,水流流向产生偏移,而上层水流边界层分离不明显,水流产生的偏流程度较小。 展开更多

关键词 水流特性 偏流机理 PIV 明渠扩散段 强势回流区

在线阅读 下载PDF 职称材料

堤防溃口特征分析及水流特性研究评述 被引量：8

8

作者 颜志庆 李琪 +1 位作者 马洪福 刘明潇 《中国农村水利水电》 北大核心 2018年第11期183-187,共5页

汛期洪水引起的堤防溃口严重威胁当地的农业,交通运输,生态环境及附近居民的生命财产安全,研究堤防溃口的发生机理和抢险堵复新技术,具有极其重要的理论意义和应用价值。结合国内外对堤防溃口的相关研究内容,评述了堤防的类型、堤防溃... 汛期洪水引起的堤防溃口严重威胁当地的农业,交通运输,生态环境及附近居民的生命财产安全,研究堤防溃口的发生机理和抢险堵复新技术,具有极其重要的理论意义和应用价值。结合国内外对堤防溃口的相关研究内容,评述了堤防的类型、堤防溃口的发生因素与发生过程以及堵口技术的研究现状和动向,提出了3点认识与建议:(1)堤坝溃口水力边界特征分析;(2)数值模拟与物理模拟的溃口水流特性研究;(3)堤防溃口水力特征研究的认识与建议。 展开更多

关键词 堤防 溃口 发生机理 堵口技术 研究方法

在线阅读 下载PDF 职称材料

明槽式鱼道进流口区水流特性及改善措施 被引量：7

9

作者 孙东坡 何胜男 +1 位作者 王鹏涛 高昂 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2016年第4期58-62,共5页

为研究明槽式鱼道进流口区水流特性,以某河流为例,通过试验研究提出了底部介入对进流口区水流进行控导调整的修改措施,包括多级壅水坎与水下三角翼群两种方案。通过水力模型试验,对两种体型设计和布设形式的优化进行试验研究。研究表明... 为研究明槽式鱼道进流口区水流特性,以某河流为例,通过试验研究提出了底部介入对进流口区水流进行控导调整的修改措施,包括多级壅水坎与水下三角翼群两种方案。通过水力模型试验,对两种体型设计和布设形式的优化进行试验研究。研究表明,两种措施均对改善进流口区流态有明显作用;而三角翼群在保证进流口区及过渡段表层水流平顺、均衡前提下,有效降低了进流口区流速,还发挥了上溯鱼突进中临时休憩的掩体作用,满足了鱼类顺利回溯至河流的要求。同时,修改优化后的进流口区仍能满足设计过流能力要求。 展开更多

关键词 明槽式鱼道 进流口区 控导水流 多级壅水坎 水下三角翼群

在线阅读 下载PDF 职称材料

深水明渠附着水下空间体的水动力特性与体型优化 被引量：3

10

作者 薛海 刘科 +3 位作者 刘明潇 刘阳 甄映红 孙东坡 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2021年第4期134-142,共9页

大型长距离输水明渠边坡衬砌破坏后,受供水保证率制约通常只能不停水修复,而现有施工技术在深水渠道中难以使用,寻找快速环保地进行明渠不停水修复已成为亟待解决的重大技术难题。突破传统施工围堰概念,提出使用“水下无底拱穹结构”作... 大型长距离输水明渠边坡衬砌破坏后,受供水保证率制约通常只能不停水修复,而现有施工技术在深水渠道中难以使用,寻找快速环保地进行明渠不停水修复已成为亟待解决的重大技术难题。突破传统施工围堰概念,提出使用“水下无底拱穹结构”作为大型明渠不停水修复的施工平台。以南水北调中线干渠某渠段为例,采用数值模拟与物理模型验证相结合的方法,开展了空间体的水动力特性及体型优化研究。首先基于水下空间体的构造与选定的约束条件,利用Rhion和Flow 3D软件搭建了研究渠段的三维水动力学模型;分别对设计的三种体型水下空间体进行了水动力数模计算,分析了渠道流态与流场、断面流速分布、回流强度、壅水及阻力损失等水力要素的特征,计算了空间体的绕流阻力,对比总结了三种体型空间体的水动力学特征。结果表明,半椭圆形水下空间体绕流阻力较小,对渠道过流能力影响最小,可考虑作为水下空间体的应用选型。本文的研究为渠道内快速开展不停水维修提供了新思路与技术参考。 展开更多

关键词 深水明渠 边坡维修 水下空间体 数值模拟 绕流阻力

在线阅读 下载PDF 职称材料

滩区公路对水库下游游荡型河段洪水及整治工程的影响 被引量：2

11

作者 刘明潇 徐梦鑫 +3 位作者 朱勇杰 孙东坡 骆亚茹 蒋冠宇 《人民黄河》 CAS 北大核心 2022年第6期49-55,138,共8页

在河漫滩建设公路可能对河流行洪及整治工程产生干扰,为了兼顾河漫滩开发与河道行洪安全,必须对拟建工程选线进行科学分析与影响评价。以黄河小浪底水库下游右岸河漫滩内拟建公路为例,借助水力学及河流动力学方法,首先研究了未来水沙条... 在河漫滩建设公路可能对河流行洪及整治工程产生干扰,为了兼顾河漫滩开发与河道行洪安全,必须对拟建工程选线进行科学分析与影响评价。以黄河小浪底水库下游右岸河漫滩内拟建公路为例,借助水力学及河流动力学方法,首先研究了未来水沙条件下,公路涉及河段河床边界和控制断面洪水位的变化及预测确定方法;然后通过洪水数值模拟分析与冲刷计算,对有无工程建设的河道洪水位、河势变化及整治工程进行了研究。分析表明,滩区建路选线远离主槽、顺河道行洪方向布置,工程建设对漫滩大洪水的影响很轻微;预测未来25 a遭遇10000 m^(3)/s漫滩洪水时,因建路引起局部行洪影响概化为3个阈值:洪水位壅高不超过0.06 m,主流流速增值不到1.6%,控导工程局部冲刷增量最大为0.17 m。研究河段整治工程体系与洪水河势有较好的互适性,可以维持中小洪水河势稳定,漫滩大洪水依然保持原有河势不变,拟建公路没有对整治工程增添新的不利影响。这种多角度的综合评估方法适用于水库影响下的游荡型河段。 展开更多

关键词 河漫滩 线路 河床边界 河势 控导工程 局部冲刷 小浪底水库 黄河

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于MWP检验的黄河内蒙古河段水沙过程时变点分析 被引量：1

12

作者 张羽 丁梦霞 +1 位作者 董明家 刘明潇 《人民黄河》 CAS 北大核心 2023年第7期24-29,共6页

运用统计学方法确定水沙过程发生变异的原因及标志性节点,是理解河势演变制约机制与发展趋势的一种重要研究手段。近年提出的MWP非参数检验法对时序数据总体分布的假定要求较宽,具有避免严重分析误差、适用性强的特点。采用这一方法对... 运用统计学方法确定水沙过程发生变异的原因及标志性节点,是理解河势演变制约机制与发展趋势的一种重要研究手段。近年提出的MWP非参数检验法对时序数据总体分布的假定要求较宽,具有避免严重分析误差、适用性强的特点。采用这一方法对黄河内蒙古河段3个水文站1973-2004年实测径流泥沙资料进行时间序列分析,获得了以含沙量、流量为指标的多级水沙时变点信息。研究表明,河流特殊水文事件会引起水沙时间序列时变点的响应,Ut曲线的波峰与波谷(KT)体现了时间序列中对水沙过程影响最大的节点即非参数检验统计突变点。一级时变点是长时段水沙过程出现趋势性变化的标志性节点,上游龙羊峡水库运用就在一级时变点中得到映射。二级时变点多为短期偶发事件引起水沙过程局部调整的标志性节点。借助MWP检验法确定河流水沙时间序列的多级时变点,可确定影响河流水沙过程长期变化趋势与局部时段调整的关键因子,追溯水文情势变化诱因,有助于认识近年黄河水沙变异的态势。 展开更多

关键词 水沙过程 MWP非参数检验法 时变点 响应 黄河内蒙古河段

在线阅读 下载PDF 职称材料

内部充水钢围堰的结构安全稳定分析 被引量：5

13

作者 张羽 赵集云 +1 位作者 刘明潇 孙东坡 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期127-135,共9页

大型输水干渠边坡修复专用钢围堰是一种外动内静的水中钢构筑物,钢围堰在工作状况下结构稳定性十分重要。根据钢围堰的设计结构条件,考虑其在水中的动静荷载,进行流固耦合(FSI)系统的力学分析。首先分析钢围堰的荷载特征,将钢围堰绕流... 大型输水干渠边坡修复专用钢围堰是一种外动内静的水中钢构筑物,钢围堰在工作状况下结构稳定性十分重要。根据钢围堰的设计结构条件,考虑其在水中的动静荷载,进行流固耦合(FSI)系统的力学分析。首先分析钢围堰的荷载特征,将钢围堰绕流流场的复杂荷载条件简化为作用在结构上的流体压力;然后建立围堰结构的有限元模型。利用ANSYS数值模拟软件,研究各构件的受力状况及整体结构特性。结果表明:上游支撑杆件轴向应力大于欧拉临界应力,且导槽和面板变形量过大,需作结构调整,而中游和下游稳定性满足要求。通过结构优化调整,提出了结构改进方法,成功应用于工程实际,为钢围堰的优化设计提供理论支撑。 展开更多

关键词 钢围堰 流固耦合 有限元模型 数值模拟 结构分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

滩区公路建设对黄河下游宽滩河段行洪影响的分析 被引量：2

14

作者 甄映红 孙东坡 +2 位作者 刘明潇 孙羽 植凤娟 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2018年第11期38-45,共8页

为了协调社会发展与河流健康,选择黄河下游某宽滩区河段为对象,研究了拟建占滩公路对河道行洪的影响。首先采用系统分析方法,研究了近50年来该河段洪水泥沙变化与河床冲淤演变特征,分析了大型水利工程运用对下游河势的不同阶段影响,评... 为了协调社会发展与河流健康,选择黄河下游某宽滩区河段为对象,研究了拟建占滩公路对河道行洪的影响。首先采用系统分析方法,研究了近50年来该河段洪水泥沙变化与河床冲淤演变特征,分析了大型水利工程运用对下游河势的不同阶段影响,评估了河势未来发展及边界条件调整趋势。在此基础上,借助一维水动力模拟计算,分析研究了在现状及未来条件下行洪期拟建公路对河道水位、流速的影响。研究表明:公路布置路线与河道行洪方向基本一致且远离主槽,可以使公路对滩区的行洪干扰保持在较低水平;规划线路最大阻水面积仅占总过流面积的2. 47%,局部路段最大壅水高度不超过0. 064 m。综合分析表明:线路优化布局使工程对中小洪水河势没有影响,大洪水河势基本保持原有状态,沿河整治工程基本不受影响。研究成果对科学规划、管理河流,探索河漫滩公路建设与河道安全行洪的协调机制,具有一定参考价值。 展开更多

关键词 黄河滩区 洪水 公路 预测分析 数值模拟 水位壅高 河道整治 防洪安全

在线阅读 下载PDF 职称材料