高坝泄流工程

序一

序二

前言

第一篇消能防护

第1章高坝泄流消能防护引论

1.1高坝泄流的消能方式

1.2高坝下游的冲刷和防护

1.3消力塘防护结构的破坏实例

参考文献

第2章消力塘平底板安全

2.1平底板的工作条件和失稳破坏模式

2.2平底消力塘的动水荷载研究

2.3平底板的稳定性分析和控制指标

2.4透水底板的稳定性研究

参考文献

第3章消力塘反拱底板安全

3.1反拱底板的失稳破坏模式和工作条件

3.2检修工况反拱底板的安全性分析

3.3水垫塘的水动力荷载特性

3.4泄流工况下反拱底板的安全性分析

3.5反拱底板与平底板的安全性综合评价

3.6反拱底板的工程应用实例

参考文献

第4章护坡不护底消力塘及边坡衬砌安全

4.1护坡不护底消力塘的动床冲刷和边坡衬砌失稳的破坏模式

4.2边坡衬砌的动水荷载研究

4.3边坡衬砌的稳定性分析和控制指标

4.4护坡不护底消力塘的适用条件

4.5护坡不护底消力塘的工程应用实例

参考文献

第5章水垫塘防护结构实时安全监测预警系统

5.1水垫塘安全实时监控预警系统的方案设计

5.2水垫塘底板稳定性的动位移响应识别方法

5.3水垫塘底板的安全监控指标体系

5.4水垫塘底板的实时安全监控预警系统集成

参考文献

第二篇泄流振动

第6章泄流振动引论

6.1泄流振动的类型

6.2泄流振动的研究方法和进展

6.3泄流振动导致工程破坏的实例

参考文献

第7章泄流振动的全水弹性模型模拟理论和方法

7.1水流脉动压力的相似律

7.2泄流结构体系耦合动力的全水弹性模拟原理

7.3水弹性模型材料的研制

7.4基础模拟范围的影响

参考文献

第8章泄流结构振动模态测试和计算

8.1全水弹性模型的结构振动模态测试方法

8.2泄流结构的模态计算方法

8.3高拱坝的模态测试与计算

8.4导墙结构的模态计算

8.5闸门结构的模态测试与计算

参考文献

第9章泄流结构动水荷载特性

9.1高拱坝泄流的动水荷载特性

9.2导(隔)墙结构的动水荷载特性

9.3平面闸门的动水荷载特性

9.4弧形闸门的动水荷载特性

9.5翻板闸门的动水荷载特性

9.6管道阀门的动水荷载特性

9.7多级孔板管道壁压的脉动特性

参考文献

第10章泄流振动响应及振源正反分析方法

10.1水流脉动荷载的相关分析

10.2泄流振动响应的分析方法

10.3泄流振动的振源反分析方法

10.4泄流振动响应的反分析

10.5水弹性模型不相似因素影响的修正

参考文献

第11章泄流结构振动响应和控制指标

11.1泄洪振动响应的测试方法

11.2高拱坝的泄流振动响应

11.3导墙结构的泄流振动响应

11.4典型闸门结构的泄流振动响应

11.5其他泄流结构的泄洪振动响应

11.6泄流振动响应的控制指标

参考文献

第12章水工闸门振动稳定性理论

12.1平面闸门的振动稳定性

12.2弧形闸门的振动稳定性

12.3翻板闸门的振动稳定性

参考文献

第13章泄流结构动力优化设计理论

13.1导墙结构的优化理论

13.2弧形闸门结构的优化理论

13.3拦污栅栅叶的体型优化

参考文献

第14章泄流结构安全动态检测理论

14.1基于泄流激励的结构模态参数识别方法

14.2典型泄流结构的模态参数识别

14.3泄流结构的损伤评估方法

参考文献

第三篇泄流雾化

第15章泄流雾化及研究方法

15.1泄流的雾化现象与危害

15.2泄流雾化的机理

15.3泄流雾化的研究方法

参考文献

第16章底流泄流雾化研究

16.1底流消能的雾源量

16.2水雾扩散的数学模型

16.3雾滴、雨滴和水汽之间的相互转换过程

16.4某水电站底流泄流雾化原观的反馈分析

16.5底流泄流雾化数学模型的验证计算

16.6泄流雾化对下游环境影响的预测计算

参考文献

第17章挑流泄流雾化研究

17.1挑流泄流雾化源的分析

17.2挑流水舌随机喷溅的数学模型

17.3挑流泄流雾化的雾流扩散

17.4挑流泄流雾化原观的反馈分析与验证计算

17.5挑流泄流雾化的预测计算

参考文献

第18章挑流泄流雾化人工神经网络模型

18.1挑流泄流雾化人工神经网络模型的构建

18.2挑流泄流雾化的神经网络预测

参考文献

第19章泄流雾化影响下岩质边坡稳定性分析

19.1三维饱和一非饱和渗流理论

19.2三维渗流的有限元计算方法

19.3泄流雾化雨作用下裂隙岩体边坡的渗流场计算

19.4雾化雨入渗对岩体边坡稳定性的影响分析

参考文献

　　作者及天津大学高速水流研究室几十年来面向国家水电建设的重大需求，紧密结合工程实际，从水利水电工程复杂的工作条件出发，考虑多相介质、多种因素的联合作用，致力于学科交叉和融合来凝炼科学问题、形成实用的创新技术，注重水力学与结构动力学的结合、物理模型试验与数值模型仿真相结合、模型与原型相互验证，在高坝泄洪振动、消能防护、泄洪雾化、闸门水动力学、泄洪安全监测和预警等方面取得了丰富的研究成果和技术上的突破，并在二滩、三峡等数10座大型水利水电工程中得到成功应用，充分体现了学科的交叉性，学术的前沿性、创新性以及工程综合性和实用性。该书的问世，展示了我国在工程水力学科学研究领域取得的重大进展，有助于高坝泄流建筑物的设计和安全运行水平的提高。该书是一部集科学性、技术性和实用性于一体的佳作，可供水利水电工程技术人员和高校师生学习、参考和使用。　　本书是在总结天津大学最近30年来在高坝泄流消能方面取得的具有实用价值和创新性研究成果的基础上撰写而成的。　　全书共三篇、19章。第一篇介绍消能防护方面的研究成果，主要包括平底消力塘、反拱消力塘、护坡不护底消力塘的水动力荷载的特征和控制指标，防护结构的破坏机理、失稳模式和分析方法，不同类型消力塘的适用条件，消力塘防护结构的实时安全监测和预警系统等。第二篇介绍泄洪振动方面的研究成果，主要包括泄流振动类型、泄流振动的全水弹性模型模拟理论和方法、泄流结构振动模态测试和计算、泄流结构动水荷载特性、泄流振动响应及振源正反分析方法、泄流结构振动响应和控制指标、水工闸门的振动稳定性理论、泄流结构动力优化设计理论、泄流结构安全动态检测理论方法等。第三篇介绍泄洪雾化方面的研究成果，主要包括泄洪雾化的机理和研究方法，考虑雾雨转换、碰并、雾滴凝结和蒸发过程的底流泄洪雾化影响数学模型，基于水滴随机喷溅的挑流泄洪雾化数学模型，泄洪雾化的神经网络预测方法，泄洪雾化与边坡稳定性进行耦合分析方法等。　　本书展示了我国在工程水力学科学研究领域取得的重大进展，有助于高坝泄流建筑物的设计和安全运行水平的提高。本书可供水利水电工程设计人员、技术人员、管理人员和广大水利工作者查阅、借鉴。