弯曲溢洪道挑流消能试验研究

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本文对弯曲溢洪道及挑流消能的研究概况及发展趋势进行了分析。挑流消能,是在泄水建筑物末端利用鼻坎将泄出的高速水流挑离建筑物较远的下游,使水流的能量在空中和下游水垫中消耗。因此,本文通过试验对挑流水舌运动规律、冲刷坑内近底水流运动规律、冲坑形态及冲刷破坏等进行了分析,得到如下结论: (1)在设置隔流墙后,挑流水舌由几乎对称的两个凸起部分组成,水舌宽度明显增加;水舌轨迹线不平滑,最高点明显增大,并偏离鼻坎中线;随着流量的增加,水舌轴线逐渐趋近于鼻坎中线。 (2)无论是有无隔流墙,挑流射程计算值与模型测量值都有一定的差距,需要修正才能应用于弯曲溢洪道中,但由于试验数据有限不能提出修正成果。 (3)不设置隔流墙时,水面线横向分布不均匀,设置隔流墙后水面线趋于对称分布;设置隔流墙后,水面线的波动性减小;随着流量的增加,设置隔流墙后水面线增高。 (4)不设置隔流墙时,横向剖面流速变化不大,只是在水舌入水处,流速波动大些,这说明射流能量集中,掺混扩散不充分,使得射流对坑底冲击作用加大;在设置隔流墙后,射流冲击区流速分布更加复杂,但却可以看出主流线的大致位置。 (5)在设置隔流墙后,整体冲坑深度大致鼻坎中线为轴呈对称分布,改善了不设置隔流墙时冲刷坑深度不均匀的情况。 (6)在设置隔流墙后,冲坑各纵剖面均为较光滑的凹抛物线型,且趋势基本相同。 (7)无论是有无隔流墙,坑深计算值与模型测量值都有较大的差距。因此,要想准确估算不均匀来流条件下的挑流冲坑深度,不能只依赖于经验公式。 (8)在设置隔流墙后,冲坑深度明显减小,满足工程安全要求,达到了挑流消能设计的目标,即在给定条件下获得最大的挑距,形成较小的冲坑。
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