台阶式溢洪道各流况的消能特性

在斜坡角度θ=19°的台阶式溢洪道上,变化其来流量、台阶高度及相对坝高等条件,对跌落水流、过渡水流及滑行水流,下游消力池形成临界水跃的跃前、跃后消能率进行了对比试验研究。试验结果表明,在试验条件范围内,以上三种流态的消能率差别甚小,总消能率最大可达95%左右,其中跃前的消能率占85%以上。

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。

台阶式溢洪道中跌落水流的消能

本文通过对台阶式溢洪道跌落水流的试验研究建立了θ=19°时断面单位能量的经验公式,从断面单位能量和临界水跃跃后水深关系说明了跌落水流出现平衡的条件,并由试验证明了当坝高一定时台阶高度与台阶数量对溢洪道的消能率影响很小,其消能率仅是相对坝高Hdam/yc的函数的结论。

台阶式泄水建筑物的消能分析

应用重力相似准则,对台阶式泄水建筑物的消能进行了系统的模型试验研究。结果表明,当坡角θ=5.7°~60°,相对临界水深hk/h≤3以内,跌落水流、过渡水流和滑行水流三种流况条件下的消能率基本相同,其消能率随相对坝高（hdam/hk）增加而增大,随坝坡变陡而减小。台阶段消能率与消力池消能率之间的关系为,随坝坡变陡,台阶段的消能率逐渐变小,消力池的消能率逐渐增大,也就是说,台阶段和消力池之间的消能率之差随坝坡变陡而逐渐加大。台阶高度对消能率影响很小,大约只有1%左右,消能率随流量增大而减小。