刘克浩，田鹏伟，齐 锐，郭 爽

(河北工程大学 水电学院，河北 邯郸 056000)

1 概 述

某排洪倒虹吸的淤积，主要发生在降雨强度较大的夏季，汛期易发生时段。洞内淤积量的多少取决于上游来沙量，上游来沙越多，洞内淤积越严重；相反，来沙少，洞内淤积不影响倒虹吸正常排洪输沙。此地来水量主要是地面径流，近些年平均降雨量增大，常以暴雨形式出现。上游岸坡植被稀疏，加上雨季降水强度大，导致水土流失严重，水流携带大量泥沙汇入到倒虹吸入口，形成泥沙水流，从而进入管内。上游水流含沙量的大小，也是造成淤积的重要因素[1]。

目前，对排洪倒虹吸整体管内部泥沙运动情况研究较少。本文通过物理模型试验，探讨排洪倒虹吸在不同水流条件下，管内泥沙运动与冲淤变化规律。

2 模型设计

本物理模型实验遵循重力相似准则(弗劳德准则)设计模型。考虑几何比尺、流量比尺、时间比尺、流速比尺、糙率比尺。还需要满足起动相似、悬移相似、挟沙相似，主要控制比尺泥沙粒径比尺。结合试验场地选择合适比尺，采用整体正态模型，进行模型实验[2]。模型比尺为1∶30，相应比尺见表1。

表1 模型主要比尺

根据糙率比尺，计算出模型糙率为0.007 6。为此选择糙率相近，便于观察管内运动情况的有机玻璃作为管身段模型材料。模型倒虹吸进出口采用水泥砂浆抹面。

天然沙的比重为2.65 t/m3,在物理模型实验中，需要选用轻质沙(γs<2.65 t/m3)为模型沙，为此本模型采用黄色的塑料沙做为模型沙。塑料沙为圆球状，表面光滑，能较好地复演泥沙冲淤变化，是一种很好的模型沙材料[3]。

为探讨倒虹吸的淤堵规律，首先在模型大厅对倒虹吸的校核与设计水流条件进行预实验。……