台阶式溢洪道水力特性研究及应用.pdf

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1、2013年第5期黑龙江水利科技No．5．2013(第41卷)HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancy(TotalNo．41)文章编号：1007—7596(2013)05—0019—04台阶式溢洪道水力特性研究及应用甘锐安(漳州市水利水电勘测设计研究院，福建漳州363000)摘要：早期溢洪道为防止坝面不平整带来的空蚀破坏，坝面多采用光滑型，水流下泄过程中消能率较小。工程一般在溢洪道末端设置挑坎或消力池消能，但下泄水流较大的流速仍易对下游河床产生破坏，因此需很长的消力池能消刹多余的能量，台阶式溢洪道可使水流在下

2、泄的过程中沿台阶逐级的掺气、旋滚紊动，减小流速，减小下游河床的冲刷破坏。研究表明，不同台阶尺寸和单宽流量下消能效果相差较大，不同的工程选择合适的台阶形式，既节省投资又提高工程的安全性。关键词：溢洪道；台阶式；泄洪消能；水工模型试验；水力特性；消能效果；对比分析中图分类号：TV651．1文献标识码：AStudyofHydraulicCharacteristicsandApplicationforSteppedSpillwayGANRui．an(ZhangzhouCityWaterConservancy＆HydroelectricPowerInvestigation．D

3、esignandResearchInstitute，Zhangzhou363000，China)Abstract：Intheearlystage，thesurfaceofaspillwayisusuallydesignedsmoothonetopreventcavitationdamageresuhingfromtheroughnessofthespillwaysurface．Therefore，ithasalittleenergydissipationefectwhenwaterisreleased，andflipbucketandstillingbasinare

4、oftendesignedattheendofthespillwaytodissipatetheenergy．Butthespeedofthereleasedflowisgenerallyveryhighanditiseasytodamagethedownstreamfivercourse．Consequently，alongstillingbasinisneededtodissipatetheenergy，resultinginprotectingpressurefordownstreamandincreasedconstructioncost．Steppedsp

5、illwaycandissipatetheflowenergygraduallywhenwaterisreleasedandreducethespeedofreleasedflowandscoutingdamage．Studyshowsthatthedissipationeffectvariesgreatlyforthediferentstepsizeswiththesameunitdischarge．Thereforeselectingsuitablestepfordifferentspillwaycannotonlysavethecost，butalsoimpr

6、ovethesafetyoftheconstruction．Keywords：spillway；step；energydissipationbyreleasingflood；hydraulicmodeltest；hydrauliccharacteristic；energydissipationeffect；comparisonandanalysis0前言要有利的布置条件，设置消力池时，所需消力池既深又长，大大增加了投资；而对于在溢洪道末端设置挑溢洪道下游采用底流消能或挑流消能时，都需[收稿日期】2013—03—30[作者简介]甘锐安(1977一)，男，福建龙海人，工

7、程师，从事水工设计工作。一l9一2013年第5期黑龙江水利科技No．5．2013(第41卷)Heilon~jiaagScienceandTechnologyofWaterConservancy(TotalNo．41)流鼻坎，使水流挑向远离边坡的下游河道中的方式，下游河道需要有足够的水垫深度来消刹能量。因此，水流在泄出之前如何减小其流速将对工程优化起到决定性作用。溢洪道采用台阶面代替光滑面能有效地增大溢洪道整体的消能率，减小下游消力池的长度，节省工程投资，并能适应下游不利地质条件。图1溢洪道典型剖面图根据台阶式溢洪道水流流态不同可以分为滑行水流、过渡水流、跌落水流