變水頭無壓輸水隧洞水流特性及洞內(nèi)消能研究.pdf

1、在我國，水資源存在分布不均的現(xiàn)象，不僅南北、東西存在嚴(yán)重水資源的差異，而且即是同一個(gè)地區(qū)也存在水資源分布不均的現(xiàn)象。加之近些年來生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，水體污染嚴(yán)重，水資源緊缺的問題越來越成為社會關(guān)注的熱點(diǎn)。因此興建水利設(shè)施成為調(diào)整水資源分布解決水資源短缺的重要手段。
　　水利工程中引水隧洞是最主要的輸水建筑物，引水隧洞分為無壓輸水隧洞和有壓引水隧洞。引水隧洞在運(yùn)行過程中經(jīng)常會遇到流態(tài)紊亂、流速過大、空蝕空化、明滿交替、流激振動等水

2、力學(xué)問題，因此在引水隧洞設(shè)計(jì)時(shí)，均需要考慮隧洞內(nèi)部水流特性和消能問題，這對于引水隧洞正常的運(yùn)行以及對整個(gè)工程的安全至關(guān)重要。
　　本文以引水工程為背景作為研究對象，主要采用物理模型試驗(yàn)的方法進(jìn)行無壓輸水隧洞在變水頭條件下水流特性及消能的研究。本工程無壓輸水隧洞水流特性主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)，水頭高，變幅大，洞內(nèi)流速大，閘門調(diào)度復(fù)雜，洞內(nèi)的消能工布置困難。模型試驗(yàn)研究過程中，通過在變水頭條件下進(jìn)行閘門調(diào)度和測量洞內(nèi)流速、水面線、壓力等水

3、力因素來研究無壓引水隧洞的水流特性。
　　同時(shí)對于無壓輸水隧洞的消能，突破常規(guī)的洞外出口消能，而采取洞內(nèi)布置消能工的方式進(jìn)行消能。試驗(yàn)研究過程中，隧洞內(nèi)部消能工采用消力池形式進(jìn)行消能研究。通過對消力池進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，改善了隧洞內(nèi)部的水流流態(tài)，達(dá)到了一定的消能效果，滿足了工程的要求。
　　本課題在模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上針對變水頭條件下無壓輸水隧洞水流特性和洞內(nèi)消能兩方面進(jìn)行了初步研究，其成果可以為該工程的設(shè)計(jì)提供依據(jù)，同時(shí)也為類似工程