几种坡度的台阶式溢洪道消能特性试验研究

对3种斜坡(5.7°,19°和30°)的台阶式溢洪道进行了模型试验研究。结果表明,当堰上相对临界水深yc/h≤2.5时,滑行水流、过渡水流和跌落水流消能率的大小不受堰上相对临界水深的限制,而只是相对坝高Hdam/yc和斜坡角度的函数,即随坡度变缓或相对坝高Hdam/yc增加,消能率增大;当坝坡相同坝高相等时,滑行水流、过渡水流和跌落水流之间的消能率差异很小,并且其消能率大小与台阶个数无关;此外,文中还给出了计算消能率的经验公式。     

治沟骨干工程台阶式泄水建筑物的消能防冲研究

进行了可用于治沟骨干坝的3种不同坡度的台阶式泄水建筑物的模型试验。结果表明,在跌落水流时,消力池跃前断面单位能量随斜坡变陡和相对坝高Hdam/yc增加而增大,但当Hdam/yc增加到某一值后,逐渐趋于平缓。消力池跃前断面底部压力yp与堰上临界水深yc呈现正比线性相关,yp大小与台阶个数N无关。比较跃前断面压力修正系数λ>1和λ=1时的消能率,当Hdam/yc=10左右时,其消能率相对误差可达7%左右,但当Hdam/yc≥70时,其相对误差则降至1%。试验结果也同时显示出λ与yp/y1同样有着很好的线性关系,其相关系数r=0.99999。     

台阶式溢流坝水流跃离的水力特性分析

【目的】研究台阶式溢流坝泄水过程中产生水流跃离的水力特性。【方法】应用模型试验和量纲分析的方法,分析台阶式溢流坝产生水流跃离的水力特性。【结果】台阶式溢流坝泄水过程中,在跌落水流大部分范围内产生水流跃离现象,其垂直坝面方向的跃离高度为台阶高度的2.6倍,平行坝面方向的跃离长度与台阶高度的比值约为15.6,并在水流回落的水平台阶面上出现压力最大值,其压力水头与台阶高度的比值达到1.88。【结论】当坝坡≥40°,由跌落水流向过渡水流流态转变过程中,在第一级台阶上必然会产生水流跃离,并随坝坡增大水流直接冲击消力池底板。水流跃离的长度、高度随坡度、台阶高度及泄流量的增加而增大;台阶面上的压力大小随水流跃过或冲击而不同。