多孔水閘閘下三元水躍特性的初步試驗(yàn)研究.pdf

1、水閘是重要的既擋水又過(guò)水的低水頭水工建筑物。在北方平原缺水地區(qū)的多孔水閘，大多數(shù)工況下均為少數(shù)孔開啟運(yùn)用，隨著下游水位的不同，產(chǎn)生不同形式的三元水躍，與二元水躍有較大的差別，實(shí)際運(yùn)行中有不少水閘發(fā)生閘下的沖刷破壞。由于三元水躍水流的復(fù)雜性，對(duì)其研究相對(duì)較少，且難以對(duì)實(shí)際工程提供參考，因此對(duì)閘下三元水躍的特性進(jìn)行系統(tǒng)的研究，找出這種條件下水流運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)規(guī)律，從而針對(duì)性的設(shè)計(jì)和布置消能工，不僅有重要的實(shí)際工程意義，也具有學(xué)術(shù)研究?jī)r(jià)值。

2、>　　水閘開閘放水時(shí)，隨下游水位的不斷升高，會(huì)產(chǎn)生不同形式的水流流態(tài)，首先，水流自由擴(kuò)散至整個(gè)渠道，在下游某處產(chǎn)生擴(kuò)散型水躍，然后主流被壓縮，產(chǎn)生收縮型水躍，最后泄水口被淹沒(méi)，主流再次擴(kuò)散而產(chǎn)生擴(kuò)散的水躍。本文采用試驗(yàn)與理論分析相結(jié)合的方法，根據(jù)實(shí)測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)資料，在不設(shè)置消力池，多孔水閘少數(shù)孔開啟的條件下，對(duì)尾水深度不同時(shí)閘下發(fā)生的三種水躍型式進(jìn)行了研究。通過(guò)改變突擴(kuò)比β（泄流寬b與渠道寬B之比），閘門的開啟方式以及上下游水位

3、等，主要研究了以下內(nèi)容:
　　(1)提出了產(chǎn)生抵擋型水躍時(shí)的共軛水深比的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，并經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證。研究了泄水口至躍首斷面的距離，提出在低傅汝德數(shù)條件下的經(jīng)驗(yàn)公式。對(duì)兩種水力條件下平面水躍與抵擋型水躍的躍長(zhǎng)進(jìn)行了比較。研究了閘墩對(duì)閘后水流的影響，隔孔開啟時(shí)下游的水力現(xiàn)象以及消能率的計(jì)算等;
　　(2)利用不均勻系數(shù)δ和波動(dòng)率f對(duì)收縮型的三元水躍進(jìn)行了定性的研究，并提出了促進(jìn)主流擴(kuò)散的措施—潛沒(méi)式三角翼體，對(duì)防止單寬流量過(guò)大、平穩(wěn)

4、局部流速，防止海漫沖刷有較好的作用，研究了影響三角翼分流效果的因素，提出了最佳分流角為50°至70°，確定了潛沒(méi)式三角翼的最佳布置位置為閘后0.125b0（b0為閘室寬）;
　　(3)改進(jìn)了穩(wěn)定水躍的共軛水深公式，提出了突擴(kuò)處水深為躍前水深和躍后水深和的0.6倍的假設(shè)，并研究了其對(duì)共軛水深比的影響，得到了渠道內(nèi)的回流區(qū)長(zhǎng)度的經(jīng)驗(yàn)公式，對(duì)穩(wěn)定水躍的消能率進(jìn)行了計(jì)算，突擴(kuò)式的三元水躍消能效果好于平面水躍，研究了收縮型與擴(kuò)散型水躍的轉(zhuǎn)化