导流兼泄洪冲沙洞消力池体型优化及河床冲刷研究

导流兼泄洪冲沙洞中消力池经常存在水跃波动范围不稳定、水流跃出边墙等问题。为获得良好的消能防冲效果，通过数值模拟与物理模型试验相结合的方法，对导流兼泄洪冲沙洞泄洪过程的流体运动进行研究，获得流场水力性能参数以及下游河床冲刷情况，分析不同方案对消力池水力特性的影响并进行物理试验验证。结果显示：消力池末端在增设矩形尾坎后水流流态得到改善；同时池内进出口流速降幅最大为7.66 m/s，而压强分布均匀、无负压产生，且消能率达到80.60%。在设计和校核工况下，增设矩形尾坎后河床冲坑范围相较于原方案分别减少12.20 m和13.30 m，其最大冲坑深度分别较原方案减少0.48 m和1.00 m，对下游防护效果明显。研究表明：所设的体型优化方案均能有效的提高消力池的消能效果，在增设矩形尾坎后流场分布均匀且减轻下游河床冲刷的效果最佳。该研究成果可为导流兼泄洪冲沙工程提供参考。