导流兼泄洪冲沙洞消力池体型优化及河床冲刷研究

TV131.61; 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....

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Published in中国农村水利水电 no. 5; pp. 53 - 69
Main Authors 梁朋林, 金瑾, 祁明洋, 马勇勇, 王淑娟
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 寒旱区生态水利工程兵团重点实验室,新疆 石河子 832000%巴音郭楞蒙古自治州水利水电勘测设计有限责任公司,新疆 库尔勒 841000 15.05.2024
石河子大学水利建筑工程学院,新疆 石河子 832000%石河子大学水利建筑工程学院,新疆 石河子 832000
Subjects
downstream river bed
水力特性
下游河床
stilling pool
消力池
hydraulic characteristics
模型试验
model test
数值模拟
numerical simulation
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ISSN1007-2284
DOI10.12396/znsd.231658

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Summary:TV131.61; 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.
ISSN:1007-2284
DOI:10.12396/znsd.231658