低尾水條件下節(jié)制閘泄流消能方案研究.pdf

1、低弗氏數(shù)水流的消能防沖是水利工程中常遇的水力學(xué)問題，也是一個(gè)工程難題。低弗氏數(shù)水流產(chǎn)生的水躍消能效率較低，常為擺動(dòng)水躍或波狀水躍，水流極不穩(wěn)定，存在大尺度紊動(dòng)能，在下游形成“進(jìn)行波”，不僅淘刷岸坡，影響工程運(yùn)行，而且對(duì)下游河床沖刷嚴(yán)重。為了解決低弗氏數(shù)水流的消能防沖問題，提高低弗氏數(shù)水躍的消能效率，有效控制低弗氏數(shù)水躍形成的進(jìn)行波，減輕其對(duì)下游河床的沖刷，保證下游建筑物的安全，一直以來對(duì)于低弗氏數(shù)水流消能防沖的研究從未停止過。
　

2、　論文以某河道節(jié)制閘在低尾水條件下泄流消能的水力學(xué)問題為研究?jī)?nèi)容，探討修改消能設(shè)計(jì)，設(shè)置輔助消能工對(duì)提高低弗氏數(shù)水躍消能效率，改善躍后段水流波動(dòng)，降低海漫段近底流速的實(shí)際功效。論文根據(jù)研究對(duì)象的實(shí)際情況，采取整體河工模型與單體水工模型相結(jié)合的方法進(jìn)行試驗(yàn)研究。首先開展整體河工模型試驗(yàn)，對(duì)節(jié)制工程在泄流情況下，閘門開啟狀況與下游水位關(guān)系、節(jié)制工程附近水流流態(tài)、水流流速分布情況、河床沖刷程度等方面進(jìn)行研究。根據(jù)整體河工模型試驗(yàn)的成果，分析得

3、出節(jié)制閘工程泄流運(yùn)行的最不利工況，將此工況作為節(jié)制閘單體水工模型的控制條件及邊界條件，進(jìn)行單體水工模型試驗(yàn)。根據(jù)單體水工模型試驗(yàn)成果，并結(jié)合低弗氏數(shù)水躍基本特性與消能原理，對(duì)節(jié)制閘消能設(shè)計(jì)提出修改設(shè)計(jì)尺寸，設(shè)置輔助消能工等修改措施，并逐一進(jìn)行模型試驗(yàn)，通過對(duì)比分析與優(yōu)化布置，從中選定消能效果較好的最優(yōu)方案。
　　論文對(duì)節(jié)制閘消能設(shè)計(jì)先后采取了五種修改措施，包括加深消力池、在消力池中設(shè)置梯形消能墩、在消力池與閘室連接段設(shè)置疏流坎、在

4、消力池尾坎上游設(shè)置T型墩以及在海漫段設(shè)置加糙墩等。依據(jù)實(shí)測(cè)資料，通過對(duì)消能效率、流速分布、水面波動(dòng)等方面進(jìn)行分析論證，得出在海漫段設(shè)置兩排高0.6 m，間距2.32 m的加糙墩的消能效果最為顯著。該項(xiàng)消能措施較好地適應(yīng)了節(jié)制閘低尾水位開啟泄流時(shí)的水流條件，提高低弗氏數(shù)水躍躍后段的消能效率，降低躍后二次涌浪的強(qiáng)度與海漫段近底流速，使消能流態(tài)得到改善。在海漫段采取加糙墩的輔助消能措施，不僅能夠滿足典型工程低弗氏數(shù)水流消能防沖的要求，而且對(duì)類