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.淮河流域病险水闸现状。
淮河流域共有大中型水闸600 多座,这些水闸对淮河流域的水资源调控、防洪调度、保障流域的防洪安全有极其重要的作用,但这些水闸大部分建于六、七十年代,由于当时技术经济条件的限制,大多数工程设计标准较低,施工质量差,有很多是“三边”工程,同时建成后运行管理制度不完善,工程正常维修养护经费无正常渠道投入,工程更新改造、除险加固费用投入不足,在运行过程中逐渐产生老化病害,导致工程的安全性、适用性、和耐久性下降,功能得不到正常发挥,甚至产生安全隐患。为此,调查分析病险水闸的主要问题及处理措施建议,尤为重要。
2.病险水闸主要成因。
2.1 设计标准偏低由于这些水闸建设年代久远,防洪标准、结构强度、主要建筑物的整体稳定性、抗渗稳定、消能防冲等设计标准均达不到现行规范要求。
2.2 主要建筑物施工质量差由于这些水闸很多都是建于六、七十年代,由于当时建设管理程序不完善,加上当时经济实力、施工技术条件、施工水平和国民经济发展所限,以及对洪水认识上的不足,致使很多建筑物混凝土强度、浆砌石砂浆强度等均偏低,建筑物内配置钢筋很多均为圆钢,甚至有用竹竿代替钢筋的现象,存在严重的安全隐患。
2.3 建筑物老化破损严重这些水闸经过多年运行, 随着河床演变,部分建筑物下游消力设施不能适应现状河床,导致消力池消力不力,产生水流冲刷,引起海漫及防冲槽破损,甚至引起河床下切;经过多年运行,建筑物表面碳化及裂纹、裂缝严重,甚至产生露筋现象;止水及观测设施老化损害严重;启闭设备老化,缺乏防护装置,钢丝绳老化,闸门锈蚀严重,启闭时甚至有卡阻现象,电气设备老化严重,绝缘差,损耗大,存在极大的安全隐患,尤其在汛期,由于闸门不能正常启闭,给工程度汛带来极大压力。
3.处理措施建议。
3.1 增强抗滑稳定性对于闸室抗滑稳定不满足要求的, 可采取增加上部结构重量、加长或者加厚底板、增设阻滑板、增设抗滑桩或预应力锚固等措施来提高闸室抗滑能力; 对于挡土墙抗滑不稳定的,可采取墙后增设排水设施、墙后换填摩擦角较大、重度较小的回填料,或者降低墙后填土高程等措施,减小墙后土压力;或者在底板下增设阻滑桩、墙后增设锚杆等措施增强挡土墙抗滑能力。
3.2 改善消能防冲性能对于消力池、海漫及防冲槽不满足要求的,可采取加深或延长消力池、增设消力坎或二级消力池、延长海漫长度、增加防冲槽深度、在消力池或海漫末端增设板桩墙等工程措施来解决。
3.3 裂缝碳化修补对结构强度没有影响的裂缝, 将裂缝内杂质碎片等清除干净后,可采取压力灌浆法对裂缝进行化学灌浆,也可根据裂缝情况凿成V 字型或倒梯形,并清洗干净后,槽内用水泥砂浆、丙乳砂浆及环氧砂浆等嵌补。
对因结构强度不够而产生裂缝, 应认真对结构进行受力分析计算,根据实际荷载情况,采取锚贴钢板法、加大截面法、粘贴玻璃钢法、增设杆件法等,这些加固方法在很多工程中均有应用,不再赘述
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水工,是中国古代的水利工程技术工作者。先秦时期,根据《考工记》记载,司空所辖的“匠人”,职责相当于现代的土木建筑工程师,负责都邑建设的规划、设计、施工,也是修建排灌沟渠等水利工程的主要负责人;《周礼·地官》有“稻人,掌稼下地”的记载,“稻人”专门从事低洼多水地区的引、蓄、配、灌、排水及防洪等一系列水利工程的修建和管理;《管子·度地》记载,先秦已经有专设水官,任命“习水者”为吏佐,称为“都匠水OO 搜
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【题名】:水利工程
【摘要】: 水利工程基础学科混流式水轮机转轮动载荷作用下的应力特性;受漩涡作用的水下块石的起动流速;复式河槽流量计算方法比较与分析;二维溃坝洪水波的演进绕流和反射的数值模拟;分部面积超蓄产流法;天然河流被改变条件下的降雨径流预报模型;面向对象方法在河网非恒定流计算中的应用;水工材料土工合成材料加筋土抗剪作用的试验研究;新老混凝土粘结面渗透性能试验研究;水工结构土石坝沉降一填筑灰色监测模型分析;高碾压混凝土拱坝分缝形式及破坏机理研究;碾压混凝土拱坝单向间隔诱导缝等效强度研究。
【题名】:水利工程
【摘要】:水利工程基础学科 突扩突缩式内流消能工的数值模拟研究;湖底地形对风生流场影响的数值研究;动水环境中有限宽窄缝湍射流的水力特性研究;双局部行进波对流的时空结构;水工材料 钢筋混凝土结构锈蚀损伤的解析解;跳回失稳研究;浇筑式沥青混凝土防渗层配合比优选方法研究;堤基渗流管涌发展的理论分析。
4.求水利工程方面毕业论文
标签](论文、毕业论文、水利工程论文、经管论文、环化论文、计信论文、教学论文等) 摘要:水力数值模拟的专题之——自由水面模拟;关键词:水利 天然水体 自由水面 模拟 我们认为利用计算机模拟计算, VOF模型在水利工程天然水体自由水面模拟中的推广应用是有很大前景的,对于一般性的中小工程,VOF模型基本上可以代替水工模型实验,可以演算不同工况的水力计算;对于重要和大型工程,利用VOF模型和水工模型实验相结合,可以减小实验周期,降低实验成本,并且数字模型和水工模型互相对照,使实验结果更加直观有效。
同时我们也应该看到,由于实际工程中的边界条件较为复杂,VOF模型的模拟中边界条件必须准确可靠,使其尽可能的符合实际工程的边界条,以达到最优的计算效果。本文以作者参与的几个工程实例为契子,抛砖引玉的介绍VOF模型在水利工程中的自由水面模拟计算。
一, 排水连接井。 工程介绍:这是一个海边火电厂的排水建筑物,为充分掺气将溢流堰做成与水流方向斜交30度角,连接井进口尺寸为2X2.8X2.8(单位:米,以下同),出口尺寸为3.5X4.5,溢流堰采用WES剖面,堰顶水头0.50m,设计流量为24m3/S,采用VOF计算模拟如下: 连接井结构图(图1.1) 连接井自由水面及流场矢量图(图1.2) 连接井自由水面及剖面图(图1.3) 连接井自由水面局部(图1.4) 图1.1是连接井的三维结构示意图,简化起见,没有表示出构筑物的尺寸,我们可以看出这个连接井是进口高,出口低,中间有一个斜交的溢流堰将其分成两部分(在1.3图可以明显看出剖面中的溢流堰形状)。
图1.2是连接井的自由水面及流场矢量图,其中水相和气相的流场都非常清晰,而在溢流堰附近发生明显的紊动流态。 图1.3、1.4的可以看出由于高差的存在,水流携带气流混合进入水相的深层。
本模型可作为判断掺气情况、是否发生气蚀的参考,同时,由于本连接井是位于地面下的封闭结构,该模型计算可以定量分析所需通气量的大小,这个是其他任何试验模型无法比拟的。二、泄洪洞泄洪水力模拟(二维) 工程介绍:某水力电站的泄洪洞,由于利用前期导流洞,做成一个“龙抬头”的泄洪洞形式,泄洪流量为1500个流量以上,洞口高程51m(相对出口高程,以下同),塔顶高程113m,堰面为WES剖面,堰顶高程53m,出口为自由出流。
泄洪洞纵剖面图(图2.1) 泄洪洞无压流自由水面(图2.2) 泄洪洞无压流压力分布(图2.3) 从图2.2、2.3可以看出,“龙抬头”泄洪洞在无压流情况下类似堰面流,在这种情况下,堰顶的流速大,压强小,尤其是在闸门槽下游位置,极易发生气蚀。请注意一点,隧洞是否有压还是无压流并不由程序自动判断,隧洞泄洪流态判断本身就是一个比较难的课题,判断隧洞是有压流还是无压还需根据相关的规范及水力学公式计算后确定,因为模型的上下游边界条件必须根据实际情况由软件的使用者判断输入,下面作者就仅仅改动下游边界条件为OUTFLOW后的情况做一模拟: 泄洪洞有压流自由水面(图2.4) 下游边界条件改变后水位很快上升到闸门槽中,隧洞也由无压流变为有压流,由此可见,边界条件的确定是很重要的。
三维泄洪洞泄洪水力模拟与二维模型大体一致,需要说明的是三维模拟的收敛条件更苛刻,计算所耗费时间将更长。 三、普通水闸泄流三维模拟。
水闸过流是最常见的一种低水头,高流量的水力现象,上游多为堰面溢流,下游为多为淹没出流。本工程为一低水头重力式水闸,上游堰顶高程6m(相对下游河床标高),下游挑流鼻坎标高2m,闸室宽度6m,现模拟水闸蓄水后全开的工况,堰顶水头为6m,为模拟多个闸室联合泄流,将模型的上下游边壁设定为Axis-boundary(图中绿色细线边框)。
室出流自由水面(图3.1) 闸室出流自由水面及流场矢量图(堰面未表示)(图3.2) 闸室出流总压力场(颜色深为压力大)(图3.2) 图3.1是闸室闸室出流自由水面,可以看出,由于水深较深,堰面的形式对水流流态影响不大,水面基本上是沿一个斜面自由出流,在水流进入下游河床时,由于扩散段的影响,边壁的水面比中部水流降得更低。 图3.2可以明显观察到下游鼻坎下的水流洄流流态。
图3.3的压力场是静水压力(测压管水头)的分布,可以作为结构计算依据,例如下游的水垫塘护坦配筋、挑流鼻坎配筋等等。 /lwzx/ShowClass.asp?ClassID=166&page=6。
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虹吸泄洪 每建一座拦水大坝,首先要保证该水利工程的安全。
洪水到来之即,使洪水能快速顺利通过,就需要一整套泄洪配套工程,传统的泄洪工程,技术含量高、设施庞大:具有宽而深的引洪道、钢铁铸造的巨型闸门、大型起吊闸门设备等等,这些设施笨重而耗资巨大,寿命短、不易维护。 如果改用虹吸泄洪,根本就不需要以上的投资(并能克服以上缺点),仅仅只建造数根虹吸管和相配套的小功率抽气机就可以了。
我们知道,虹吸管正常运行条件,是管顶部与坝内水面不超过十米(一个工程大气压),我想大多数大坝,安全水位与泄洪水位不会超过十米,也就是说基本上所有的大坝,都可用这种方法泄洪。 说起来很简单,就是在堤坝中间,根据需要的横截面积,横向建造几道虹吸管就可以了。
进水口设在坝内安全水位线下,出水口设在坝外的底部(尽量提高出水孔与坝内水位的落差),虹吸管顶端处在泄洪水位线上。并在虹吸管的顶部开一小孔与抽气机相连。
坝外的出水口应建造一个蓄水池(既可盛水密封虹吸外管:保证抽气时虹吸管真空,又可作为出水消能池)。 虹吸泄洪可以自动运行:当洪水来临,大坝内的水位逐渐升高,当水位达到或超过泄洪水位时——水位与虹吸管顶部持平或稍高,这时洪水流入虹吸管内,把空气排净,使虹吸管处于真空状态,这时虹吸管正常工作。
由于出水管的关口与坝内水位落差的作用,产生强大的吸力,使洪水高速飞泻。 当水位降到泄洪线以下,进水管口以上,虹吸泄洪仍能正常运行。
当水位降到安全水位线——虹吸管的进水口露出水面,虹吸泄洪就自动停止。但当洪水再度升高到泄洪水位时,虹吸管再度自行排洪。
虹吸管不仅能全自动泄洪,还有很方便的可控性:装上抽气机,在虹吸管正常工作范围(水位在安全水位线与泄洪水位线之间)内都可以,随时利用抽气机把虹吸管抽成真空,提前泄洪;利用抽气机管道的进气阀门,随时打开,停止泄洪。 虹吸管不仅可以用于大坝的泄洪,而且最适应水力发电的进水管道。
用抽气机的抽气使虹吸管输水,或进气停水,使水力发电设备随时开机或关机。再一,发电机在运行过程中,可以输入一定的进气量,控制输水管的流量,从而调节发电机的输出功率。
虹吸现象用于泄洪和发电机的进水管道,设备简单,操作方便,既省工,又省建造水闸及附属设备的高昂费用,可用于大小水利枢纽工程的建设。 。