溢洪道弯道急流冲击波消减技术措施研究

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溢洪道是水利枢纽工程中一种重要的泄水建筑物,而溢洪道的布置形式多种多样。在工程实践中,常因地质、地形、工程结构、枢纽整体布置等条件的限制,或者为了充分利用地形、依山傍势,使侧槽溢洪道在平面上不得不设置弯道,这种形式的溢洪道在泄流时,如果水流为急流,常常会产生弯道急流冲击波。如何消除急流冲击波对工程的安全运行具有重要的意义。 本文以实际工程中溢洪道弯道急流冲击波问题为研究对象,根据工程设计单位提供的基本资料,在实验室建立水工模型。通过水工模型试验,首先对原设计方案急流冲击波形态进行了试验验证,然后在分析研究已有的冲击波理论和消减急流冲击波措施的基础上,选定一种可行的消减冲击波工程措施,并以原设计方案为参照,对所选定的消减冲击波措施进行模型试验研究,最终为该工程急流冲击波问题的解决提供了一种合理的消减工程措施。 本试验所选定的消减急流冲击波工程技术措施是利用斜底槛对水流的导向作用来消除冲击波。在模型试验研究中,对三种不同斜底槛数目及布置方式的方案分别进行了试验研究,试验结果表明,三道底槛的布置形式对冲击波的消减效果优于只布置一道底槛的方案,而四道底槛的布置方式对冲击波的消减效果又优于三道底槛的布置形式。同时,试验也表明紧靠凹岸一侧布置斜底槛对冲击波的消减效果要好于将斜底槛布置在渠道中线的形式。因此,针对所要解决的工程实际问题,决定采用紧靠凹岸布置四道斜底槛的方式作为最终的消减急流冲击波方案。 本论文还对弯道急流冲击波的水流流态特征进行了分析和研究,同时也对斜底槛消减急流冲击波的原理进行了初步探讨。 试验结果和研究分析表明,紧靠凹岸一侧布置四道斜底槛的方式不但能较好的控制急流弯道水流流态,消减弯道下游段的冲击波,而且对流量的适应性也比较强,使流速分布更为均匀,又不改变原溢洪道体型,节省了工程量。
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