海漫柔性加糙相对糙率的确定及加糙后对近底流速影响的研究

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fengyaoying
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水闸闸下冲刷问题较普遍地存在,冲刷破坏的部位绝大多数发生在消力池以下海漫和防冲槽处,严重破坏情况导致消力池被冲毁,危及整个闸室安全。冲刷破坏的原因很多,水闸过水断面缩窄过甚,翼墙扩散角不合适,闸门开启方式不当,消能设计条件不合理等。但是不论通过改进消能设计条件还是正确合理启闭闸门等措施,海漫及下游段的冲刷破坏情况依然不能彻底解决。经多年研究观察发现出消力池水流流速分布不均,近底流速偏大是造成这一现象的根本原因。我院文恒教授等经研究发现,利用废旧轮胎对海漫进行柔性加糙,可充分调整海漫下游流速分布,降低近底流速,对于解决闸下冲刷破坏,效果非常显著。  本文在延续前面海漫加糙试验研究的基础上,采用弹性较好的环状橡胶圈模拟废旧轮胎,在实验室人工水槽中进一步做海漫柔性加糙试验研究。试验共设计了21个加糙方案,采集加糙前后不同断面水流流速分布和水位状况,意在弄清在不同相对粗糙度情况下,加糙体的数量、尺寸、布置形式对加糙后的海漫糙率和近底流速有什么影响,寻找最优化可供实际设计采用的加糙体布置形式和尺寸等问题。通过试验发现就环状橡胶圈(模拟废旧轮胎)这种柔性加糙体,垂直水流方向的投影面积是影响槽底糙率、水深和流速的主要因素。通过加糙使得海漫下游的近底流速明显减小,非常利于防冲。海漫加糙后壅高了消力池末端水深,在实际工程中可以减小消力池的深度。当相对粗糙度在0.394~0.581范围内,糙体梅花状等间距均匀布置,并非糙体数目越多越好,糙体8排左右对降低下游近底流速效果显著且趋于稳定。试验中还发现糙体间距在7~10.5 cm(k=△~1.5△)时,从实际设计应用对糙率、水深和近底流速影响等方面考虑都非常有利。
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