淹沒式?jīng)_擊墩的水力特性研究.pdf

1、隨著我國高壩建設(shè)的迅速發(fā)展，泄水建筑物的消能問題亦愈發(fā)突出。而實(shí)際工程中，由于地形的限制或工程的需要，溢洪道、陡槽等泄水建筑物常需布置一些擴(kuò)散段、收縮段、彎道。在這些流段如果水流為急流，常常會(huì)產(chǎn)生急流沖擊波。本文在Ippen理想沖擊波理論的理論基礎(chǔ)上，提出了一種新型的輔助消能工一淹沒式?jīng)_擊墩，并對(duì)其水力特性進(jìn)行了相應(yīng)的研究。 (1)在各種輔助消能工中，使水流轉(zhuǎn)向的有分流墩、折流墩等消能元件，但這些元件基本上都是利用水流的反射來改

2、變來流的流向，本文提出的淹沒式?jīng)_擊墩通過改變沖擊墩軸線與來流的夾角和沖擊墩本身的坡角這兩個(gè)角度來使來流轉(zhuǎn)向。在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)來流的轉(zhuǎn)向角γ，沖擊墩軸線與來流的夾角α及沖擊墩本身的坡角θ三者之間的關(guān)系進(jìn)行了理論分析以及試驗(yàn)驗(yàn)證，并對(duì)理論上的轉(zhuǎn)向角的變化規(guī)律進(jìn)行了修正。 (2)基于恒定總流動(dòng)量方程及不可壓縮流體連續(xù)性方程，對(duì)沖擊墩上的水深進(jìn)行了理論分析和公式推導(dǎo)。結(jié)合模型試驗(yàn)，對(duì)沖擊墩來流側(cè)的動(dòng)水壓強(qiáng)進(jìn)行了修正，引入了

3、動(dòng)水壓強(qiáng)修正系數(shù)η，建立了相應(yīng)的控制方程，推算得到動(dòng)水壓強(qiáng)修正系數(shù)，在此基礎(chǔ)上即可求得墩上平均水深。 (3)應(yīng)用動(dòng)水壓強(qiáng)修正系數(shù)對(duì)沖擊墩來流側(cè)的壓強(qiáng)進(jìn)行了計(jì)算，與實(shí)測(cè)的動(dòng)水壓強(qiáng)基本吻合。 (4)結(jié)合一實(shí)際工程，對(duì)應(yīng)用于該工程中的淹沒式?jīng)_擊墩的墩上水深進(jìn)行了計(jì)算，并與實(shí)測(cè)值比較，吻合良好。此外，對(duì)工程中的沖擊墩的消能率進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果表明，在水深不是很大的情況下淹沒式?jīng)_擊墩可以在急流進(jìn)入下游消能設(shè)施之前提前損失掉25％左右