多孔水閘閘下三元水躍特性的初步試驗研究.pdf

1、水閘是重要的既擋水又過水的低水頭水工建筑物。在北方平原缺水地區(qū)的多孔水閘，大多數(shù)工況下均為少數(shù)孔開啟運用，隨著下游水位的不同，產(chǎn)生不同形式的三元水躍，與二元水躍有較大的差別，實際運行中有不少水閘發(fā)生閘下的沖刷破壞。由于三元水躍水流的復(fù)雜性，對其研究相對較少，且難以對實際工程提供參考，因此對閘下三元水躍的特性進行系統(tǒng)的研究，找出這種條件下水流運動的本質(zhì)規(guī)律，從而針對性的設(shè)計和布置消能工，不僅有重要的實際工程意義，也具有學(xué)術(shù)研究價值。

2、>　　水閘開閘放水時，隨下游水位的不斷升高，會產(chǎn)生不同形式的水流流態(tài)，首先，水流自由擴散至整個渠道，在下游某處產(chǎn)生擴散型水躍，然后主流被壓縮，產(chǎn)生收縮型水躍，最后泄水口被淹沒，主流再次擴散而產(chǎn)生擴散的水躍。本文采用試驗與理論分析相結(jié)合的方法，根據(jù)實測試驗數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)資料，在不設(shè)置消力池，多孔水閘少數(shù)孔開啟的條件下，對尾水深度不同時閘下發(fā)生的三種水躍型式進行了研究。通過改變突擴比β（泄流寬b與渠道寬B之比），閘門的開啟方式以及上下游水位

3、等，主要研究了以下內(nèi)容:
　　(1)提出了產(chǎn)生抵擋型水躍時的共軛水深比的經(jīng)驗系數(shù)，并經(jīng)試驗驗證。研究了泄水口至躍首斷面的距離，提出在低傅汝德數(shù)條件下的經(jīng)驗公式。對兩種水力條件下平面水躍與抵擋型水躍的躍長進行了比較。研究了閘墩對閘后水流的影響，隔孔開啟時下游的水力現(xiàn)象以及消能率的計算等;
　　(2)利用不均勻系數(shù)δ和波動率f對收縮型的三元水躍進行了定性的研究，并提出了促進主流擴散的措施—潛沒式三角翼體，對防止單寬流量過大、平穩(wěn)

4、局部流速，防止海漫沖刷有較好的作用，研究了影響三角翼分流效果的因素，提出了最佳分流角為50°至70°，確定了潛沒式三角翼的最佳布置位置為閘后0.125b0（b0為閘室寬）;
　　(3)改進了穩(wěn)定水躍的共軛水深公式，提出了突擴處水深為躍前水深和躍后水深和的0.6倍的假設(shè)，并研究了其對共軛水深比的影響，得到了渠道內(nèi)的回流區(qū)長度的經(jīng)驗公式，對穩(wěn)定水躍的消能率進行了計算，突擴式的三元水躍消能效果好于平面水躍，研究了收縮型與擴散型水躍的轉(zhuǎn)化