金沙江昌波水电站下游过水围堰防冲试验研究

金沙江昌波水电站过水围堰下游覆盖层表层为13 m厚粉砂层,防冲难度大。基于以流态调整来降低河床底部冲刷强度的思路,提出了加设防冲平台与加设带挑角防冲平台两种防护方式,并采用物理模型试验与数值模拟相结合的方法进行了优选分析。试验结果表明:只加设防冲平台能保护平台下方河床不受冲刷,但无法降低平台末端出口流速,平台下游依旧冲刷严重;而在平台末端加设挑角后,高速水流导向面层,减弱底部流速,可显著降低下游河床冲刷;在高程2362.00 m处设置加设挑角的防冲平台防冲效果最好,有利于工程安全导流。相关经验可供类似深厚覆盖层过水围堰的防冲设计参考。

切向进口段收缩比对跌水竖井模型水流流态转换的影响

跌水旋流竖井是排水系统中将泄水从高处输送至低处的一种常用结构形式,其切向进口段收缩宽度设计会影响竖井内部水流的流态特征,在不同泄流流量条件下,产生跌流流态与旋流流态间的转化。采用跌水旋流竖井模型试验测量并分析了不同流量与切向进口宽度条件下竖井内泄流能力、流态、压力分布等水力特性。结果表明,随着切向进口段收缩比的减小,竖井内泄流流态逐渐由跌流转变为贴壁旋流运动形式,水流流量的增大,有利于在大收缩比条件下形成竖井旋流流态;基于竖井壁面压力分布的差异,以竖井进口断面时均压力最小值与最大值之比作为判别跌流与旋流流态的水力指标。