溢洪道消能问题及水工模型试验方法研究.pdf

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1、第４期总第２６２期农业科技与装备Ｎｏ.４ＴｏｔａｌＮｏ．２６２２０１６年４月ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔＡｐｒ.２０１６溢洪道消能问题及水工模型试验方法研究赵津霆（辽宁水利职业学院，沈阳１１０１２２）摘要：溢洪道是保证水库泄洪能力的重要设施，因其泄下的高速水流具有很强的冲击力，所以其消能问题备受关注。介绍目前工程中常用的几种消能方法，阐述利用水工模型进行试验研究的理论基础，以期为溢洪道消能问题的研究提供参考。关键词：溢洪道；泄流；消能；模型试验中图分类

2、号：ＴＶ６５３文献标识码：Ａ文章编号：1674-1161（201６）０４-00５３-03改革开放以来，我国不仅在经济建设方面成绩卓个溢洪道中出现一定的收缩和扩散。著，更在水利工程方面进行了大刀阔斧的改革。水电１溢洪道消能的研究进展站、中小型水库、城市人工河道、橡胶坝、拦河闸等已挑流消能在水利工程中已有７０ａ的历史，其在经成为一些城市中重要的水工建筑物，其不仅承担供高坝工程中应用非常广泛。据资料统计，在世界上已水及防洪任务，还发挥了一定的美化城市作用。溢洪建成的泄洪建筑物中，坝高大于７０ｍ且采用挑流消道是一种

3、高效的泄水建筑物，其泄洪能力强，泄下的能方式的，国内占９７．７％，国外占７４．４％。挑流消能的高速水流具有很强的冲击力，曾因此发生过很多水工效果主要受下游水深河床地质条件、上下游水位差、事故。经相关调查和统计，消能工程和运行管理问题挑流鼻坎的几何尺寸、消能段的单宽流量等方面影占事故发生的１／４；泄中的不对称入流对消能建筑物响。挑流消能应根据一定的地质和水文条件进行优造成了直接破坏。化，尤其是其形式和尺寸，通常以水工模型试验作为溢洪道消能研究属于水工水力学领域，各种泄水优化的基础。建筑物消能研究一直是该领域的

4、热点。水工建筑物消底流消能作为一种常规的消能形式，广泛应用于能的目的是通过水坝坝体的孔口、溢洪道等建筑物，水工建筑物，其原理是通过水跃产生的表面旋滚和强将大量的洪水安全地宣泄到下游，减少对下游的冲击烈的紊动来降低流速，以达到消能的目的。底流消能力，保障库区的安全。消能问题如果处理不善，其下泄具有入池流态稳定、消能效率高、尾水波动小、泄洪雾的水流会对下游河床造成严重的破坏，并影响整个水化影响小的优点，但在高水头、大流量泄洪枢纽采用利枢纽中其他建筑物的安全运行，严重的还会对大坝这种消能工时，消力池底板水流流速大

5、，保护底板难的安全造成影响。泄洪消能的重要性可想而知。溢洪度很大。为了克服底流消能的缺陷，有学者提出跌坎道对水工建筑消能发挥着重要的作用，无论是大型水式底流消能工方案，并以水力学公式作为理论基础，库还是一些中小型水库，在高水头和低水头的情况为工程设计提供依据。对于大单宽流量的水跃，可根下，溢洪道都能较好地减少泄水对下游的冲击。根据据工程实际情况采用一级或多级消力池消能，以达到目前我国已建的水利枢纽的统计，消能形式可以概括圆满的消能效果。为挑流消能、底流消能、台阶式坝面消能等。台阶式结构的应用已有３０００ａ的

6、历史，其主要一般来说，溢洪道多为开敞式结构，由进水渠、控功能是河流防沙和降低渠道落差。ＲＣＣ台阶式溢洪制段、泄槽段、消能防冲段和水渠段等几部分组成。溢道具有良好的消能效果，位于美国的上静水坝首次采洪道的布置以岸边式侧槽溢洪道为主。在实际工程用了这种方式，而国内对这种消能方式还未进行广泛中，溢洪道会因地质、结构或充分利用地形在其平面应用，对这种技术所带来的风险还没有进行全面的研上有一定角度的扭转，以曲线式的弯道为主，并在整究。但随着筑坝技术的发展，这种消能方式将会引起重视，并进一步得到发展收稿日期：２０１６－

7、０３－１９孔板消能是一种新型的消能方式，目前关于这种作者简介：赵津霆（１９８８—），男，硕士，从事水利水电工程方面技术的研究还处于初级阶段，许多技术问题尚待开的研究工作。５４农业科技与装备２０１６年４月发。其研究方式以物理模型为主，但没有强有力的数中堰面压力的测量采用测压管来进行，测点数有限，学模型作为支撑，在这方面还需进一步加强。孔板消不能良好地反映压力分布。而数模试验中堰面压力情能主要靠压力降造成的脉动和水流之间的剪切力。水况则可以一览无余。流通过板孔时，由于流线变化在板孔下游产生漩涡，３水工模型使水流

8、内部发生撞击，以达到消能的目的。经试验观水工模型是将理论与实践相关联的媒介。利用模察，孔板消能的流态比较稳定。型仿制实物，根据一定的准则，将水工建筑物制成模２溢洪道的水力特性型，通过试验重现实际工程所能出现的情况，评估建溢洪道的水力特性主要包括过流能力、水面线、筑物所存在的安全隐患，论证其是否具有合理性流速分布和堰面压力。通过长期的理论和试验研究，３．１水工模型试验的目的得到了一些经验公式、经验系数和水力特性的计