第二部分-工程水力学 - IAHR中国分会

第 二 部 分 工 程 水 力 学
水 垫 的 顶 托 作 用 增 强 , 池 内 水 流 由 底 流 流 态 转 变 为 面 流 流 态 。 当 上 游 水 位 235 m~236 m,
上 下 游 水 位 差 小 于 1.05 m 时 , 弧 门 支 座 处 的 锚 块 开 始 与 水 接 触 。 流 量 的 继 续 增 大 , 下 游 水
位 进 一 步 抬 高 , 上 游 受 到 牛 腿 的 阻 水 影 响 , 在 闸 室 内 有 一 定 的 水 位 落 差 , 锚 块 阻 水 较 为 明 显 ,
出 现 壅 水 现 象 , 在 闸 室 末 端 跌 落 , 与 池 内 水 流 衔 接 , 局 部 水 面 小 幅 度 波 动 。
综 上 , 从 冲 砂 闸 的 流 态 与 水 面 线 观 测 结 果 表 明 , 下 游 水 位 变 化 时 , 会 出 现 三 种 较 典 型 的
流 态 与 水 面 线 变 化 , 流 速 分 布 及 对 河 床 的 冲 刷 也 有 明 显 不 同 。 下 游 水 位 较 高 时 , 堰 型 、 堰 高
及 下 游 的 消 能 形 式 对 流 态 、 水 面 线 和 泄 流 能 力 的 影 响 较 小 , 堰 后 为 波 状 水 跃 面 流 流 态 , 牛 腿 、
锚 块 阻 水 明 显 , 在 闸 室 前 后 形 成 前 壅 后 跌 、 局 部 波 动 的 水 面 变 化 , 并 对 泄 流 能 力 产 生 较 大 的
影 响 ; 下 游 水 位 适 中 时 , 堰 后 为 典 型 的 淹 没 式 水 跃 流 态 , 下 游 的 消 能 形 式 与 淹 没 度 对 流 态 和
泄 流 能 力 有 一 定 的 影 响 ; 下 游 水 位 较 低 时 , 堰 后 形 成 远 趋 式 水 跃 , 下 游 的 消 能 形 式 对 流 态 和
消 能 有 明 显 的 影 响 。
3.2 不 同 运 行 工 况 和 不 同 下 游 消 能 形 式 的 流 速 分 布
根 据 试 验 测 量 结 果 得 到 泄 洪 冲 砂 闸 不 同 下 游 消 能 形 式 时 的 流 速 分 布 分 别 见 图 3— 图 5。
离 水 底 高 度 (m)
24
21
18
15
12
9
6
3
离 水 底 高 度 ( m)
24
21
18
15
12
9
6
3
0
-3 0 3 6 9 12 15 18
流 速 (m/s)
坝 0-039.50m 坝 0-002.50m 坝 0+015.00m 坝 0+045.00m
坝 0+057.00m 坝 0+074.00m 坝 0+102.00m
图 3 消 力 池 方 案 工 况 1 流 速 剖 面 沿 程 变
0
-3 0 3 6 9 12 15
流 速 (m/s)
坝 0-039.50m 坝 0-002.50m 坝 0+015.00m 坝 0+045.00m
坝 0+057.00m 坝 0+074.00m 坝 0+102.00m
图 4 基 岩 底 板 方 案 工 况 1 流 速 剖 面 沿 程 变 化
由 图 3— 图 5 可 见 , 下 游 消 能 形 式 不 同 时 , 较
低 的 下 游 水 位 , 堰 后 底 板 上 的 流 速 分 布 是 显 著 不
同 的 。 以 最 大 上 下 游 水 位 差 为 10.63 m 的 工 况 1
为 例 , 泄 洪 冲 砂 闸 下 游 消 能 形 式 为 消 力 池 时 最 大
流 速 为 14.28 m/s, 出 现 在 闸 室 堰 面 凸 曲 线 段 ( 坝
0+015.00 m); 下 游 消 能 形 式 为 基 岩 时 最 大 流 速 为
15.21 m/s, 出 现 在 闸 墩 尾 部 ( 坝 0+045.00 m);
因 护 坦 方 案 池 内 底 板 抬 高 至 213.5 m, 在 小 流 量 、
低 水 位 工 况 时 闸 室 内 水 面 跌 落 较 大 , 水 流 形 成 急
流 , 流 速 值 明 显 大 于 其 他 两 种 方 案 , 沿 程 最 大 流
速 值 后 移 , 移 至 闸 室 后 的 护 坦 内 ( 坝 0+044.00 m~
坝 0+114.00 m), 在 护 坦 内 最 大 流 速 为 16.08 m/s~
16.57 m/s, 断 面 平 均 流 速 达 15 m/s 左 右 , 并 且
307
离 水 底 高 度 ( m )
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21
18
15
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9
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-3 0 3 6 9 12 15 18
流 速 (m/s)
坝 0-039.50m 坝 0-002.50m 坝 0+015.00m
坝 0+057.00m 坝 0+074.00m 坝 0+102.00m
图 5 护 坦 方 案 工 况 1 流 速 剖 面 沿 程 变 化
下 游 河 床 水 流 流 速 仍 然 较 大 , 对 河 床 有 明 显 的 冲 刷 。 以 上 各 种 消 能 形 式 的 近 底 流 速 均 远 大 于