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1、第37卷第5期武汉大学学报(工学版)Vol.37No.52004年4月EngineeringJournalofWuhanUniversityOct.2004文章编号:16718844(2004)0503305溢洪道纵坡变坡衔接型式的比较121王均星,邹鹏飞,白呈富(1.武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072;2.宁波市水利水电规划设计研究院,浙江宁波315016)摘要:针对溢洪道泄槽纵坡由缓变陡的情况,提出了两种变坡衔接型式,即圆弧与抛物线.通过理论分析与模型试验,从时均压力
2、、脉动压力、空化数等方面得出缓坡与陡坡过渡衔接部位采用抛物线型式较圆弧型式好的结论.关键词:溢洪道;泄槽;纵剖面;变坡中图分类号:TV651.1文献标识码:AComparativeresearchonlinkupshapesforlongitudinalvariablegradientsofspillway121WANGJunxing,ZOUPengfei,BAIChengfu(1.StateKeyLaboratoryofWaterResourcesandHydropowerEngineeringS
3、cience,WuhanUniversity,Wuhan430072,China;2.NingboPlanning,DesignandResearchInstituteofWaterConservancy&HydroelectricPower,Ningbo315016,China)Abstract:Thetwolinkupshapes,arcandparabola,forthelongitudinalvariablegradientsofaspillwayfromgentletosteep,areputforw
4、ardforcomparison.Theparabolicshapeisbetterthanthearcshapethroughcomparingtimeaveragedpressures,fluctuatingpressuresandcavitationsbytheoreticalanalysisandhydraulicmodelexperiments.Keywords:spillway;chute;longitudinalprofile;variablegradients虑,哪一种更理想呢?本文针对一实际
5、工程,通过1概述理论分析与模型试验,从时均压力、脉动压力、空化水利工程中溢洪道泄槽的纵剖面设计主要是数等方面对这两种变坡过渡型式的水流进行了研决定纵坡.基本设计原则为:泄槽纵坡必须保证泄究,比较了这两种变坡衔接型式的优劣.槽中水位不影响溢流堰自由泄流和槽中不发生水本文讨论的开敞式无闸控制的岸边溢洪道,由[1]跃,使水流始终处于急流状态.因此,泄槽纵坡进水渠、控制段、泄槽、鼻坎挑流段组成.消能防冲必须大于临界坡度.为了减少工程量,泄槽沿程可洪水频率2%,流量3185m3/s;设计洪水频率以随地形、地质变坡,但
6、变坡次数不宜过多,而且在0.2%,流量4850m3/s;校核洪水频率0.02%,流二种坡度连接处采用平滑曲线,以免在变坡处发生3量6540m/s.溢流堰为低奥基堰(Ogee),净宽42水流脱离引起负压或空蚀.m.泄槽从起点桩号0+000m处的48m宽缩窄至当泄槽纵坡由缓变陡时,采用圆弧或抛物线等桩号0+079.61m处的35m宽,其后至挑坎出口平滑曲线型式进行过渡,可以使该处泄槽内的水流取35m的等宽布置.泄槽底纵坡分为两个坡比,流态稳定,沿程水流要素变化较小.但在相同条件上游为缓坡段,下游为14.5的陡坡段
7、.下,这两种变坡过渡型式从水流的内部结构角度考(1)方案1:采用圆弧进行变坡过渡.缓陡坡收稿日期:20040615作者简介:王均星(1963),男,湖北宜城人,博士,副教授,主要从事水工结构及水工水力学方面的研究.34武汉大学学报(工学版)2004交点处的桩号为0+042.644m,圆弧半径R=60坡段的交点桩号为0+048.728m,高程83.446m.m,泄槽段全长92.635m.圆弧与上游缓坡段的交为使缓坡与圆弧衔接平顺,取缓坡段的坡比为1点桩号为0+036.404m,高程84.938m;与下游陡
8、40.方案1的溢洪道纵剖面布置见图1.图1方案1溢洪道纵剖面布置图(m)(2)方案2:采用抛物线进行变坡过渡.缓陡桩号为0+040.000m,高程84.532m;与下游陡坡坡交点处的桩号为0+042.793m,抛物线方程y=段的交点桩号为0+046.570m,高程83.692m.为20.014374x+x/30,(以图2中O1点为原点,垂直向使缓坡与抛物线衔接平顺,取缓坡段的坡比
