黃羊河水庫輸水洞改建工程渥奇面體型研究.pdf

1、渥奇段是水利工程泄水建筑物中常見體型，廣泛應用于輸水洞有壓出口后的明流段、明流泄洪洞、壩內有壓短進水口后等部位。渥奇段起著承上啟下，實現水流的平順過渡的作用。但渥奇段的水流由于受離心力的作用，若曲線選擇不當，容易引起水流躍動、底板壓力過低等現象，甚至發(fā)生空化破壞。因此研究渥奇段的水力特性和渥奇段體型的設計方法，具有十分重要的意義。 本文以黃羊河水庫輸水洞出口段現狀體型和改建工程初步設計方案為依據，根據工程設計單位提供的基本資料，

2、在試驗室建立水力學模型。通過水工模型試驗，本課題首先對現狀輸水洞各特征工況的水力特性進行觀測，試驗較好地反演了原型的不良流態(tài)。然后進行設計單位初步設計方案的模型試驗，該方案只能滿足正常水位工作閘門全開一種工況安全運行的要求。以校核洪水位出口平均流速，取C=1.40加肥渥奇曲線，試驗觀測表明加肥體型可滿足閘門全開工況的安全運行要求。但正常水位閘門局開時閘后流速大于全開工況流速，若以局開流速設計渥奇段，工程量過大。 分析了水平拋射水

3、流渥奇面原理后，反算水平射流各體型的系數C，認為渥奇面系數C值取1.3～1.5,就能滿足全開工況安全運行的要求。根據起始斷面流速分布計算不同初速度的質點的運動規(guī)跡線，將軌跡線與對應組次水面線進行比較分析，論證了用起始斷面上的最大流速設計渥奇曲線的合理性，并進一步推導出系數C的計算公式。根據起始斷面的流速分布情況，分析了局開工況要求的渥奇曲線情況。 在水平射流曲線難以滿足要求的情況下，本課題進一步分析了俯沖射流渥奇面曲線，發(fā)現該種

4、曲線可大幅度降低泄槽底板高程。對比分析系列俯沖角對應的曲線，認為俯沖角10°～20°之間的曲線與現狀底板較接近。應用俯沖射流原理解決問題是可行的。 為了應用泄槽底坡由緩變陡的連接拋物線，在出口前有壓段內調整水流方向，使出口水流方向向下傾斜。通過對俯沖角為11°和20°兩種體型的試驗結果表明這種體型可以滿足各工況安全運行的要求。結合改建工程的實際情況，設計出實施體型。對實施體型閘室段、渥奇段、陡槽段和挑流段在各特征工況的流態(tài)、水面