弯曲溢洪道不对称水流特征及优化措施
2014-08-06王立松
城市道桥与防洪 2014年6期
王立松
(辽宁地方水电设计研究院,辽宁沈阳 110003)
0 前言
随着水利水电事业的发展,弯曲溢洪道是由于地形地貌及原河道走势等因素而出现的布置型式,但针对其型式的综合阐述还不多,该阐述的深度和广度还不能满足工程实践的要求,尤其是对溢洪道优化工程措施的改善下游消能效果的研究阐述尚属少见。为此本文对溢洪道陡槽弯道及消力池内水流的水力特性进行阐述,希望能为此类工程设计和研究工作提供参考。
1 不对称水流
不对称水流是指水深和流速较大的水流宽度只占全河道宽度一部分,包括一般的和特殊的两种不对称水流,一般的不对称水流是指主流方向不发生改变的不对称水流,而特殊的不对称水流是指主流方向发生改变的不对称水流,这种水流又称折冲水流。
1.1 产生原因
不对称水流产生的原因主要分以下几种:一种为闸门的不对称开启;一种为扩散段扩散角太大;再一种为溢洪道泄水陡坡弯道等。
折冲水流产生的内在原因,处于渠道断面突然扩大段的流速、流向和水位是动荡变化的。这是由于大尺度漩涡影响所致。这种漩涡周期性地生成于紧邻突然扩大段的下游。流速、流向和水位的动荡可以通过这种漩涡的尺度和传递来解释。在突扩边界下,主流两侧形成回流,回流和主流之间产生漩涡,主流的不稳定性正是由此影响所致。当这种影响较小时,水位和流速波动的现象存在,但不致于引起主流方向发生更大的偏折,但是,当这种影响较大时,产生了主流两侧回流区的不对称性,这为折冲水流的产生创造了条件。……
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