韩伟濛 郄志红 苗臣伟 吴鑫森

摘要：突扩多孔水闸开启少数闸门时，闸后水流在局部范围内紊动剧烈，形成流态复杂的三元突扩水跃。为了探究不同突扩比对闸后水流流态的影响，基于重力相似准则，以某拦河闸为原型设计试验模型，通过调节上下游水位、闸门开度等初始条件，对突扩比分别为0.296、0.378、0.552、0.630四种空间突扩水跃进行了多种工况下的模拟。在忽略渠道摩阻力条件下，对形成的抵档水跃所需尾水水深的公式进行了修正，发现当闸门单孔流量和单宽流量相同时，二元平面水跃的跃长均大于空间突扩水跃跃长。

关键词：多孔水闸；R水跃；突扩比；共扼水深比；折减系数；跃长

中图分类号：TV653 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2018.03.023

在北方平原地区修建的多孔蓄排兼用水闸，除排水行洪期间外正常情况为部分孔开启运行，此时消力池中不会形成典型平面二元水跃，但会形成复杂的三元突扩水跃[1-2]。消力池的池深与池长常基于平面水跃的下游尾水和跃长进行设计，与实际工程中消力池内发生的水跃存在偏差。位于山东省的王营盘、庆云等几座水闸，曾因按平面水跃进行工程设计，故闸后常发生紊动剧烈的三元水跃，遭受到严重的冲刷破坏。

国内外对等宽渠道内的二元水跃或渐扩渠道内（扩散角一般不大于100）的三元水跃已做了大量研究[3-5]，而针对三元突扩水跃的研究相对较少。Ra-jaratnam等[6]曾对三元突扩水跃进行了较系统的研究，通过探究下游渠道尾水深度与产生水跃形式的关系，将两种亚临界状态的三元突扩水跃分为抵挡水跃（简称R水跃）和稳定水跃（简称S水跃）。……