粗糙折线堰泄流能力研究
2023-07-08徐敏蓉郑斯予倪里程
科技与创新 2023年12期
徐敏蓉,郑斯予,倪里程,毛 欣,叶 俊
(浙江水利水电学院水利与环境工程学院,浙江 杭州 310018)
水利工程的根本任务是除水害、兴水利[1]。折线型实用堰(以下简称“折线堰”)是当前水利工程中常见的挡水、泄水建筑物,被广泛应用于中小型水利水电工程中。根据按流过堰顶的水流形态和坝顶厚度δ与堰上水头H的比值分可将堰分为薄壁堰、实用堰、宽顶堰3 种类型[2],其中当0.67H<δ<2.5H时,称为实用堰[3]。堰的上下游剖面与堰顶呈折线型时,称为折线型实用堰。
泄流系数反映了堰的泄流能力,影响堰泄流系数大小的因素有堰上水头、水流流速、堰顶厚度δ、上下游边坡系数、侧堰位置、侧堰长度等。近年来,随着水利工程的建设和发展,众多学者研究了上下游边坡系数、水流流速、上游堰高、堰坎厚度、侧堰长度、侧堰位置等堰本身的特性和外部因素对折线堰的泄流能力的影响,如赵伟伟等[4]以矩形实用堰和梯形实用堰为研究对象,研究了流速、上游堰高、堰坎厚度等多种因素对堰流流量系数可能造成的影响,分析了流量系数的规律,得出堰坎厚度、堰型、上下游堰坡、堰后出流是影响堰泄流能力的主要影响因素;周鑫宇等[5]研究了折线堰在不同的前堰、侧堰长度变化情况下,过堰水流在堰顶、堰后的水舌形态及下游水流跌落后所形成的水冠均有着较为明显的差异,得出将前堰、侧堰长度进行不同的组合布置,使过堰水流相互交错、水股相击的结论。其中,考虑到表面粗糙度这一影响因素,随着筑坝新材料的应用及溢流堰改造的影响,针对表面粗糙度的研究愈发重要。……
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