低水頭引水工程消能措施試驗(yàn)研究.pdf

1、　　低水頭引水工程的一個(gè)普遍水力學(xué)問題是低佛氏數(shù)水躍的消能防沖，其特點(diǎn)是水躍消能率低，下游存在較大波浪，不僅淘刷岸坡、影響工程的運(yùn)行，而且對(duì)下游河床沖刷嚴(yán)重。如何有效的解決低水頭、大單寬流量、低佛氏數(shù)水躍的消能防沖問題是當(dāng)今低水頭引水工程廣泛存在的工程難題。　　本文以實(shí)際工程中存在低佛氏數(shù)水躍消能問題為研究對(duì)象，根據(jù)工程設(shè)計(jì)單位提供的基本資料，在實(shí)驗(yàn)室建立水工模型。通過模型試驗(yàn)，首先對(duì)原方案的低佛氏數(shù)水躍流態(tài)、水流流速分布情況、河床沖

2、刷程度、水面波浪的大小、消能率等方面進(jìn)行研究。然后根據(jù)消能原理和工程的實(shí)際情況，選定了本工程削減低佛氏數(shù)水躍余能的措施，并進(jìn)行了修改方案的試驗(yàn)，最終為該工程提出了消減消力池低佛氏數(shù)水躍的余能的方法?！　”狙芯刻岢隽艘环N新型的用于低水頭、大單寬流量、低佛氏數(shù)水躍的消能防沖的消能工型式—T型墩(置于海漫漿砌石段)。從T型墩消能工的下游水流流態(tài)、水流流速分布情況、河床沖刷程度、水面波浪的大小、消能率等方面對(duì)T型墩的消能防沖效果進(jìn)行了論證，并

3、與其他消能工的消能防沖效果相比較。　　下游水流的底流速和水流的脈動(dòng)流速及水體中蘊(yùn)藏的紊動(dòng)能是造成河床沖刷的主要因素。本研究在海漫漿砌石墩設(shè)置T型墩消能工，由于T型墩的存在阻礙束高了水流，改變了大部分水流的流向，加大了墩體上游水流的漩滾，特別是在T型墩的下游形成了較大的多軸漩滾，T型墩加大了水體的漩滾、混摻，促進(jìn)了水流能量的轉(zhuǎn)換與消散，加大水流能量的耗散，破壞了原有水流的大尺度渦旋，促使大尺度渦旋向小尺度渦旋轉(zhuǎn)變，使下游水體中蘊(yùn)藏的紊動(dòng)

4、能減小?！　≌撟C結(jié)果表明：在低水頭、大單寬流量、低佛氏數(shù)的水躍條件下，與其他消能工比較，T型墩消能顯示了較好的消能防沖效果。將T型墩置于海漫漿砌石段，有效的削弱了水流的余能，T型墩消能工的消能效果較好，底部流速小，紊動(dòng)能較小，下游波浪小，下泄水流對(duì)河床沖刷較小。同時(shí)T型墩消能工結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于施工，工程量較小，用于低佛氏數(shù)水躍消能安全可靠，不僅可以在擬建工程中推廣使用，而且適于己建工程的改造，而且避免了在消力池中修建輔助消能工，在泄洪時(shí)