张鲁鲁

(水利部新疆维水利水电勘测设计研究院,乌鲁木齐　830000)



新疆某水电站溢洪道台阶段水工模型试验研究

张鲁鲁

(水利部新疆维水利水电勘测设计研究院,乌鲁木齐830000)

摘要：通过建立溢洪道物理模型，在台阶坡度恒定条件下，试验采用0.65、1.0和1.3 m三种台阶高度，研究不同水位下的消能效率、掺气状况及水流流态，研究表明：同一台阶消能率与单宽流量成反比，单宽流量越大，消能效果越差；对不同台阶高度，台阶高度越高，消能率也越大。增加掺气坎，可使水流充分掺气，水流流态良好，可保证台阶面安全可靠运行。

关键词：水工模型；溢洪道；台阶消能；掺气坎

0前言

溢洪道是泄水建筑物的重要组成部分，其体型的合理性直接关系到泄流能力、水流流态及工程造价。台阶溢洪道是目前较好的形式之一[1]。台阶溢洪道适用于单宽流量较小的情况，一般不超过60 m3/(s.m)-1。台阶式溢洪道主要利用台阶上水流所形成的横向旋滚及其与主流之间的剪切和动量交换来达到消能的目的[2]。艾克明、花力峰研究表明[3-4]：台阶消能是利用表面的台阶状，将整个台阶段落差分为若干个小跌水，当水流沿台阶下泄时，在台阶表面形成一个个漩涡，从而促使水流流态紊乱，使水流沿跌水逐级掺气，从而达到减速消能的效果。曾东洋[5]通过模型试验得出，影响台阶式溢洪道消能率的因素主要是台阶的总高度、坡度和上游来流量。卞全认为[6-7]在台阶式溢洪道中，单宽流量越大，相应的掺气量也越大。……