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折冲水流

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所属类别:水闸

基本信息

中文名称:折冲水流
外文名称:

泄水建筑物下泄水流发生急流水股曲折前进的现象。折冲水流在河(渠)断面上流量分布不均匀,主流偏离泵流向,左右摇摆,具有很大能量,行进途中将使河(渠)床及两岸遭受严重冲刷,对工程安全十分不利,因此在设计及运用管理中,应力求减免这一不良水流现象的发生(图1)。

图1 闸下折冲水流示意图

折冲水流的形成原因

由于泄水建筑物下游尾水深度偏小,不足以产生完整水跃,消能很不充分,或出水口断面流速分布不均,局部流向偏转,导致出流脱离墙面,在两侧出现回流,回流压缩主流,迫使主流更加集中,两侧压力稍有不平衡,主流即发生偏转,形成折冲水流。其他原因如:翼墙形式不佳或墙高太低,下游水流由墙顶漫回消力池;或是闸门开启不当(闸门不对称开启和单孔开启),跃后主流偏于一侧;以及工程布置不够合理,闸前来水不平顺等也会导致折冲水流的产生。

减免折冲水流的措施

(1)采用合适的消能设施,保证在各种运用条件下,泄水建筑物下游都能发生稍有淹没的水跃。

(2)采用适宜的翼墙扩散角和形式,使下泄水流在护坦范围内得到充分扩散。翼墙迎水面宜直立,顺水流方向的投影长度需等于或大于护坦长度,顶部高程应高于发生最大水跃时的跃后水面高程,平面扩散角宜采用7°~12°。

(3)制定合理的闸门操作程序,尽可能做到同时均匀分级启闭,使水流均匀下泄。如因条件限制不能满足上述要求,则需由中间孔向两侧分段或隔孔对称开启,关闭时则按相反顺序进行,以使在启闭过程中主流尽量居中。闸门全部开启需分2次或3次完成,每次开启后,必须等待下游水位升高,再作进一步开启。对于多孔水闸,必要时尚可调节闸门开启高度,让边孔通过较大流量,借以驱散闸下两侧回流,消除折冲水流。

(4)规模大、孔数多的泄水建筑物可增设扩散水流的辅助消能工(如散流墩等),以防止开启孔数少时,出现两侧回流(图2)。

图2 防止折冲水流的散流墩示意图

(5)在下游设置纵向分水墙,把下泄单宽流量不同的建筑物或下游河底高程不同的地段彼此隔开。例如,设置纵向分水墙把电站厂房与溢流坝隔开。

  
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