李 盼，张建民，李君宁

(四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点试验室，成都 610065)

掺气是解决高水头、大流量泄洪洞内高速水流空化空蚀问题的重要措施，因此通风井对于保证泄洪洞内的流态稳定，防止空蚀破坏，减轻闸门的振动等方面都有着非常重要的作用[1]。若进气量设计过小，补气不充分，会增加闸门启闭难度，同时也会降低掺气坎的掺气效果；若进气量设计过大，水流掺气量过多，下游段水气二相流将抬高水深，会引起泄洪洞洞顶余幅不足甚至水流触顶。因此，泄洪洞进气问题的研究已成为水工设计和科研人员十分关注的一个课题。

前人对泄洪洞内进气问题进行了大量的研究，最初工程界解决高压闸门后进气问题的方法是简单地将通风井的面积设计为泄洪洞断面面积的10%[2]。在泄洪洞进气量规律方面，Kalinske[3](1943年)研究发现泄洪洞通风井的进气量Qa是与闸门出口处水流的Fr数有关。Campbell和Guyton[4](1953年)得出了通风井的进气量与闸门后水流收缩断面处的Fr数的经验公式。Winsner[5](1967年)提出只有在闸门收缩断面的弗劳德数 ≥6，并且闸后形成水跃的情况下，模型试验测得的通风井进气量和原型观测数据才较为一致，并给出了在几种不同情况下的经验公式。陈肇和、黄文杰[6-8](1987年)等，通过对原型观测数据的分析，提出了现行国内《水利水电工程钢闸门设计规范》所采用的泄洪洞通风井进气量Qa的计算公式。Khodadad Safavi[9](2008年)研究了明流泄洪洞通风井进气量的规律，并指出明流泄洪洞中的进气量不只是与泄洪洞闸后水流的Fr有关，也与泄洪洞本身的具体尺寸有关。……