输水渡槽水位异常波动原因分析与改善措施研究——以南水北调中线工程澧河渡槽为例

南水北调中线工程自2020年开始正式启动大流量输水,在此期间部分输水渡槽进出口流态紊乱,槽内水位异常波动,过流能力降低。以澧河渡槽为研究对象,通过高精度三维水动力学数值模型模拟复演了澧河渡槽现状流态异常现象,探究了渡槽水位异常波动的原因,即由于渡槽出口中墩体型宽平导致水流急剧绕流形成“卡门涡街”现象,墩尾水流出现周期性摆动,并引起两槽流量的周期性变化,反过来又加重了墩尾水流的摆动,两者相互激励形成共振,放大了渡槽水位的异常波动。结合工程实际提出了各种可行的流态优化工程措施,并通过数模分析对比,得出了最适合澧河渡槽的方案,即:在渡槽进、出中墩上下游修建三角形导流墩导流,从工程性价比、结构稳定性等方面综合考虑,推荐采用“进口长10 m+出口长30 m”的导流墩尺寸方案。相关经验可供类似调水工程渡槽流态改善借鉴。