软基溢洪道陡槽的泄流消能问题研究.pdf

第-+ 卷第, 期% % % % % % % % % % % % % % % % % % % 人% 民% 黄% 河% % % % % % % % % % % % % % % % % % ’78 0 -+ ，970 , % % -## 年, 月% % % % % % % % % % % % % % % % % % % % :;=% ?@’;?% % % % % % % % % % % % % % % % % % % ABC0 ，-##% % 【水利水电工程】 软基溢洪道陡槽的泄流消能问题研究 王晓奇 （河南省水利勘测设计院，河南郑州!###$ ） 摘% 要：针对软基溢洪道陡槽内宽浅式高速水流存在的横向动量失稳及其对下游消能带来的问题，通过试验研究创造性 地采用潜没式三角翼分流墩介入式干扰，实现了坡面水流横向动量的均匀分布，并据陡槽内掺气高速水流能量损失大的 情况，采用斜坡式消能工，从而达到了泄流消能安全及泄槽体型优化的目的。 关% 键% 词：软基溢洪道；坡面宽浅式高速水流；稳流措施；潜没式分流墩；斜坡水跃消力池 中图分类号：’()% % % 文献标识码：*% % % 文章编号：(### ()+,（-## ）#, ##! #- 层急流极易受边界扰动而偏折，在一定范围内左右摆动，形成 ! 问题的提出 拆冲水流，引起陡槽末端偏向一侧的斜坡式水跃。当水跃偏向 一侧后，另一侧则形成大面积立轴旋滚，漩涡宽度占水面宽的 在低山丘岭区，因地表松散土层较厚，为保证水库泄流消 +#4 5 $#4 ，漩涡一经形成便不易消除，对池内水跃产生严重 能安全，其溢洪道常采用宽浅式的泄流方式。当落差较大、坡 挤压，并使陡槽中出现较大水面波动。 度较陡时，该类溢洪道陡槽内的宽浅式高速水流常因微小干扰 产生横向动量失稳的现象，由此产生的不对称冲刷常造成消能 工的局部破坏。一旦局部破坏形成，就更加剧不对称冲刷，以 致最终影响泄水建筑物的安全。因而，正确解决宽浅式陡槽内 水流横向动量失稳的问题，是一个关系软基溢洪道泄流消能安 全的重要问题。 槐扒黄河提水工程是河南省“九五”期间实施的国家重点 建设项目。引水线路途中的西段村水库，肩负着在黄河沙峰期 取水口泵站停机期间向供水区输水的功能，是该项工程中的主 图! 陡槽段水面线 要建筑物之一。因水库全部处于软土地区，其溢洪道也采用宽 浅式的泄流方式，并依次采用陡槽、跌水及出口护坦三级消能。 $ 陡槽水流的稳流措施———潜没式三角翼分 其中一级陡槽段落差最大，承担着主要的泄流消能任务。笔者 流墩 针对该溢洪道模型试验中陡槽段所出现的水力学现象，介绍陡 % % 众所周知，流动水体受侧壁收缩或扩散的干扰，将产生波 槽坡面采用的一种新型稳流措施，并对其末端的消能方式进行 动以影响运动中水体能量的重新组合及分布。当槽宽# . ($ 探讨。 1 时，在陡槽进口下游# 6 -2# 1 断面边墙转折处，试验观测到 该陡槽段为一底坡! . ( / + ，长(-$0 - 1 的矩形槽，末端为 了水流出现朝向中线的收缩波和扩散波。因该断面流速不高， 一挖深式消力池，下接平坡泄槽。据规划要求：库水位++0 +# 波峰也很小；两侧波峰在# 6 )(# 1 处交会，继续向下游流动并 1 时，溢洪道开始敞泄；库水位+,0 # 1 时，溢洪道达最