欧 云

（博乐市水利管理站达勒特水管所，新疆 博乐 833400）

我国幅员广阔，在地理上跨越多条经纬线，地形地势参差不一，新疆等西部省份和云贵等西南省份大多为高山峡谷地貌，而且这些区域具有降雨量充沛和地形高差较大的优点，十分适合修建水利水电工程，但这些区域优势也给保证水工建筑的安全带来了难度。以泄水建筑物中的溢洪道为例，设计合理的溢洪道曲线能一定程度地减小空化现象、保证泄水的流畅，这也需要较长距离的消力池来消能，阶梯溢洪道将常规光滑溢洪道的表面优化为阶梯状的过流面，强化了泄水的紊动、翻滚程度，既能耗散水流机械能、缩短消力池长度，又能增加掺气量、延长溢洪道使用寿命[1～2]。本文以研究溢洪道泄水时的水力学特性为出发点，重点研究了阶梯溢洪道和光滑溢洪道消能能力的差距，为实际工程提出建议。

1 消能率及流体体积函数法的基本介绍

1.1 消能率

消能率是评价溢洪道消能效果的定量依据，本文通过计算阶梯溢洪道相对光滑溢洪道的相对消能率来研究阶梯溢洪道的消能效果，相对消能率越大，阶梯溢洪道的消能效果越好[3]。

式中：η为绝对消能率，绝对消能率越大，溢洪道的消能效果越好；v1为溢洪道入口流速平均值，m/s；v2为溢洪道出口流速平均值，m/s。

式中：η为阶梯溢洪道相对光滑溢洪道的相对消能率；E为泄水水流机械能，J；ΔE为阶梯溢洪道与光滑溢洪道机械能的差值；VS、Vt分别代表泄水水流在光滑溢洪道和阶梯溢洪道同一断面的平均流速，m/s。……