窄縫挑流鼻坎水力特性試驗(yàn)研究

發(fā)布時間：2019-11-24 16:43

【摘要】：隨著水利事業(yè)的發(fā)展，自然界和工程中越來越多的水力學(xué)現(xiàn)象需要分析和預(yù)測。當(dāng)前，人們主要依據(jù)理論、經(jīng)驗(yàn)和實(shí)體模型方法來研究水力學(xué)問題。由于自然界中的水流運(yùn)動比較復(fù)雜，對于有些水力學(xué)問題的研究，至今沒有較好的理論方法和計(jì)算公式，因此，對工程中的一些水力現(xiàn)象無法通過理論分析和工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析和預(yù)測。水工水力學(xué)模型試驗(yàn)的出現(xiàn)，填補(bǔ)了對水力學(xué)現(xiàn)象和問題研究的空白。對于水工設(shè)計(jì)工作有著重要的指導(dǎo)作用。水工設(shè)計(jì)通常借助一些設(shè)計(jì)規(guī)范，，對水工建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)。而這些設(shè)計(jì)規(guī)范則是人們長期工程經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶，雖然對水利工程設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)作用，但對具體工程的一些特殊問題，會因規(guī)范的局限性而難以準(zhǔn)確把握。因此，對于大型水利樞紐，都要經(jīng)過水工水力學(xué)模型試驗(yàn)的驗(yàn)證以完善設(shè)計(jì)。本文在應(yīng)用理論分析和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，結(jié)合馬馬崖一級水電站水工模型試驗(yàn)，對窄縫挑流鼻坎的水力特性進(jìn)行了全面較為深入的研究。通過對馬馬崖一級水電站不同體型的窄縫挑流鼻坎進(jìn)行的試驗(yàn)對比分析，并考慮該工程的建筑物組成及運(yùn)行方式，選定水力特性較好的鼻坎體型作為設(shè)計(jì)推薦方案。同時，對選定的窄縫挑流鼻坎進(jìn)行多種運(yùn)行方式的試驗(yàn)研究，分析其水舌形態(tài)、落水位置、泄流底孔的流速及壓強(qiáng)分布、下游河道沖刷情況及尾水對機(jī)組發(fā)電的影響。研究結(jié)果表明，體型設(shè)計(jì)良好的窄縫挑流鼻坎，不僅可保證其泄流能力充分實(shí)現(xiàn)，且挑流水舌在縱向和橫向的擴(kuò)散充分、入水厚度均勻、對下游河道沖刷深度較淺、尾水水面波動小。因此，選定的鼻坎體型可滿足該工程的設(shè)計(jì)要求。由試驗(yàn)分析得知，窄縫挑流鼻坎除消能效果好外，還具有沖刷深度淺、流速及壓強(qiáng)分布均勻、尾水水位穩(wěn)定等特點(diǎn)，不失為一種高效適用的消能工，可用于下游河道水深淺、對消能防沖及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求高的場合。
【圖文】：

示意圖,鼻坎,方案,示意圖

.7.2.5 鼻坎方案五為減小水舌下緣的挑距，使水舌縱向拉開更充分，鼻坎方案五在方案四的基礎(chǔ)上板自壩縱 0+070.956m 以 i=1:7.5 的坡度向下傾斜。鼻坎方案五體型如圖 3-8 所示。五可達(dá)到使水舌擴(kuò)散更充分的目的，但體型較復(fù)雜，底板折坡可使局部產(chǎn)生負(fù)壓，引發(fā)空蝕破壞。.7.2.6 鼻坎方案六鼻坎方案六體型如圖 3-9 所示。左邊墻圓弧半徑為 70.000m，導(dǎo)向角為 16.401o，體曲導(dǎo)線半徑為 20.000m。.7.2.7 鼻坎方案七鼻坎方案七體型如圖 3-10 所示。左邊墻圓弧半徑為 84.000m，導(dǎo)向角為 13.609o，角體曲導(dǎo)線半徑為 21.000m。.7.2.8 鼻坎方案八鼻坎方案八體型如圖 3-11 所示。左邊墻圓弧半徑為 120.000m，導(dǎo)向角為 9.948o角體曲導(dǎo)線半徑為 22.500m。

示意圖,鼻坎,方案,示意圖