溢洪道泄槽水动力荷载特性及防护结构破坏机理研究项目摘要

溢洪道泄洪时泄槽水流处于急流状态，国内外陡槽底板发生失事的工程实例屡见不鲜，其破坏形式以揭底破坏为主，特点是破坏历时短、范围大、常常伴随整块底板被水流翻起、掀走。我国刘家峡、清河、官庄、鱼塘、寺坪、后井等水库溢洪道、国外如孟加拉国Karnafuli工程、美国迪金森坝、比格桑迪坝溢洪道均遭到了严重破坏。大量工程失事表明：板块的失事是由脉动压力通过止水缝隙进入板块下表面缝隙层中形成脉动上举力，将板块从座穴中拔起引起揭底破坏。目前关于溢洪道底板破坏的研究仅限于脉动压强的点面关系、相似律等，未见对于板块失事机理研究的报导。因此,本课题开展溢洪道陡槽底板(防护结构)水动力荷载及稳定性研究，阐述防护结构破坏机理，给出水动力荷载与水力条件的量化关系，对于指导工程设计、预防及避免结构破坏具有非常重要的理论意义及现实意义。

溢洪道泄洪时泄槽水流处于急流状态，国内外陡槽底板发生失事的工程实例屡见不鲜，其破坏形式以揭底破坏为主，特点是破坏历时短、范围大、常常伴随整块底板被水流翻起、掀走。大量工程失事表明：板块的失事是由脉动压力通过止水缝隙进入板块下表面缝隙层中形成脉动上举力，将板块从座穴中拔起引起揭底破坏。目前关于溢洪道底板破坏的研究仅限于脉动压强的点面关系、相似律等，未见对于板块失事机理研究的报导。因此,本课题开展溢洪道陡槽底板(防护结构)水动力荷载及稳定性研究，阐述防护结构破坏机理及水动力荷载与水力条件的量化关系，对于指导工程设计、预防及避免结构破坏具有非常重要的理论意义及现实意义。基于模型试验， 分析了陡槽脉动压强、空间积分尺度、主频等特性，得出了急流脉动压强相似律；研究了上举力分布及错台、板块尺度对上举力的影响。通过模型试验对梨园水电站溢洪道消力池、向家坝水电站消力池底板和导墙进行研究，为两个工程消能防护结构的设计和安全提供科学依据。 2100433B

滥洪道泄槽是指开敞式溢洪道的控制段与消能工之间的泄水渠道，又称陡槽。

泄槽主要由槽底板和两侧的边墙组成。泄槽中的水流为高速急流，易产生水流掺气、脉动压力、空蚀等高速水流现象，当断面变化或有弯道时易产生冲击波，常需采取相应的保护或改善措施 。

泄槽转弯时，要求转弯半径大于10倍槽宽。弯道要布置在水流平稳、底坡较缓的坡段上，并与变坡部位错开。为使转弯段的流量分布趋于均匀，弯道槽底设置横坡，井在其上、下游设过渡段。泄槽在平面上收缩或扩散，对水流有较大扰动。产生的冲击波可延伸很远，对消能不利并需加高边墙。冲击波可由水流连续方程和动量方程进行计算。