發(fā)布時間：2022-01-06 09:28

　　我國的水利事業(yè)建設取得飛速的發(fā)展,一大批高壩已建成,所建的大壩很多都在70m以上,這些大壩一般具有水頭高、流量大、河谷窄的特點,泄水消能顯然已經(jīng)成為建設工程中的要點。對于高拱壩,目前大多數(shù)工程把水墊塘作為下游消能的形式。對于高拱壩的泄水消能研究是將經(jīng)驗與理論結合起來,國內(nèi)外許多學者對水墊塘內(nèi)水動力荷載做了大量的研究,也得到了比較成熟的成果,而摻氣水流對水墊塘內(nèi)水動力荷載的影響研究的比較少,尤其是多股摻氣射流對水墊塘底板水動力荷載研究的更少。水流摻氣可以有效的減小或者避免空蝕破壞,是一種卓有成效的方法。由于水流摻氣會造成水墊塘內(nèi)水體水深加大、水體流速變化導致時均動水壓強以及脈動壓強變化,而水流脈動又是造成水墊塘底板破壞的主要原因。本文通過物理模型試驗與理論結合的方法,分析多股摻氣水流對水墊塘底板荷載的作用。主要研究成果如下:（1）分析了水墊塘內(nèi)水體出現(xiàn)的流態(tài),并對淹沒沖擊射流水流結構進行了分區(qū)。（2）分別研究底孔、中孔、表孔泄水,改變?nèi)胩亮髁繒r摻氣濃度、時均動水壓強、脈動壓強在水墊塘內(nèi)的分布。（3）分別研究底孔+中孔聯(lián)合泄水、底孔+表孔聯(lián)合泄水、中孔+表孔聯(lián)合泄水,改變?nèi)胩亮髁繒r摻氣濃度... 

【文章來源】：昆明理工大學云南省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

底流消能示意圖

士學位論文12水建筑物邊壁的摩擦消能；（2）高速射流在空氣中通過與空氣的摩擦、擴散效能；（3）射流回落到下游尾水坑內(nèi)與周圍水體紊動剪切消能。射流的落點位置、沖擊的范圍以及流量的分布可以通過泄水建筑物末端的鼻坎來控制，挑流消能對尾水的變幅適應性較強，結構比較簡單，施工、檢查、維護也比較方便，工程量較小，建設成本較低。但是射流落入下游對河床沖刷嚴重，堆積物較嚴重，尾水的波動較大，霧化比較嚴重。挑流消能對下游河床巖基比較苛刻，適用于各種高中水頭的泄水建筑物，是一種廣泛應用的消能工[54]。如圖2.3所示。圖2.3挑流消能示意圖射流經(jīng)鼻坎后，在空中呈拋射運動，落入到下游水墊中，由于水墊水深的不同射流產(chǎn)生不同程度的擴散運動，在射流的周圍形成不同程度的旋滾。射流的主要能量在射流的入水區(qū)域附近消除，由此導致下游沖刷坑形成并且持續(xù)發(fā)展向周圍延伸，直到下游沖刷坑達到一定的深度后，坑內(nèi)的水深加大，形成一張巨大的水墊，達到消散水流動能的作用，致使河床不被射流繼續(xù)沖刷，從而河床受到保護。因此，在水利工程設計時射流的挑流射程要得當，射流的落點要遠離建筑物基礎，并使射流挑落到下游的沖刷坑較孝減小鼻坎的空蝕破壞以及射流霧化問題。（3）面流消能面流消能是通過設置在泄水建筑物末端的鼻坎，將下泄的高速水流挑至水流表面，主流在表面紊動擴散，在主流下方形成反向的旋滾，使主流與河床分離。通過兩部分來消能：（1）主流在表面的紊動旋滾剪切消能。（2）底部的反向旋滾剪切消能。在底部的反向旋滾流速不高，一般不需要加固，但是水流沿著河床流向泄水建筑物的基礎，有可能會沖蝕泄水建筑物的基矗如圖2.4所示。面流消能適用于中、低水頭的泄水建筑物，且下游尾水比較深，水位變化幅度較小，兩

第二章相關理論13較遠的河床下游，影響河床岸坡的穩(wěn)定性、電站的安全運行以及航運的正常運行。圖2.4面流消能（4）消力戽消能消力戽的挑流鼻坎設置在水下，由于鼻坎隱藏在水下，下泄的水流受到周圍水體的作用不會形成自由的水舌，主流通過鼻坎挑射至水體表面，高速的主流在戽內(nèi)強烈紊動產(chǎn)生漩滾剪切消耗大量能量，因高速主流在水體的表面，可以減輕水流對河床的沖刷。消力戽適用于尾水水深較深，且水位變化幅度較小，高速水流在水體的表面，不需要做護坦，但水面波動較大[54]。如圖2.5。圖2.5消力戽消能2.6水墊塘體型及消能在高壩自由挑跌式泄水，目的使壩址不被淘刷、兩岸岸坡不被沖刷、沖坑不再持續(xù)發(fā)展，而在下游開挖河床，使下游水位壅高，形成水墊塘。在水利工程泄水消能中，水墊塘是一種較為普遍的消能工。高壩通過壩身泄水時，水頭較高，下泄的水流形成高速水流，具有巨大的動能，以一定的角度直接作用在下游河床上，對河床造成極大的沖擊破壞，如：國

【參考文獻】：
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本文編號：3572202