淹沒式沖擊墩的水力特性研究.pdf

1、隨著我國高壩建設的迅速發(fā)展，泄水建筑物的消能問題亦愈發(fā)突出。而實際工程中，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散段、收縮段、彎道。在這些流段如果水流為急流，常常會產生急流沖擊波。本文在Ippen理想沖擊波理論的理論基礎上，提出了一種新型的輔助消能工一淹沒式沖擊墩，并對其水力特性進行了相應的研究。 (1)在各種輔助消能工中，使水流轉向的有分流墩、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，本文提出的淹沒式沖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角度來使來流轉向。在總結前人研究成果的基礎上，對來流的轉向角γ，沖擊墩軸線與來流的夾角α及沖擊墩本身的坡角θ三者之間的關系進行了理論分析以及試驗驗證，并對理論上的轉向角的變化規(guī)律進行了修正。 (2)基于恒定總流動量方程及不可壓縮流體連續(xù)性方程，對沖擊墩上的水深進行了理論分析和公式推導。結合模型試驗，對沖擊墩來流側的動水壓強進行了修正，引入了

3、動水壓強修正系數(shù)η，建立了相應的控制方程，推算得到動水壓強修正系數(shù)，在此基礎上即可求得墩上平均水深。 (3)應用動水壓強修正系數(shù)對沖擊墩來流側的壓強進行了計算，與實測的動水壓強基本吻合。 (4)結合一實際工程，對應用于該工程中的淹沒式沖擊墩的墩上水深進行了計算，并與實測值比較，吻合良好。此外，對工程中的沖擊墩的消能率進行了計算，結果表明，在水深不是很大的情況下淹沒式沖擊墩可以在急流進入下游消能設施之前提前損失掉25％左右