随着水电事业的蓬勃发展,新建的许多大型泄水建筑物都具有“高水头、大泄量、窄河谷”等特点,高速水力学问题日益突出。据统计,全世界已建100m以上的高坝有400余座,目前我国已建和在建的有三十多座。这些高坝泄水工程中的水流流速都在40m/s左右或更高。如此大的水流流速会产生一些特殊的水流现象,如掺气、脉动、空蚀、冲刷、雾化等,给工程带来了极大的危害。 掺气减蚀和泄洪消能是溢洪道工程中遇到的两大难题。本文通过总结前人的研究成果,对于掺气减蚀的基本机理作了探讨,提出了巴山水电站溢洪道的掺气减蚀措施。对于挑流消能的研究,以模型试验为主要手段,以水舌的“纵向拉开、左右扩散、错开落点、导向防冲”为目标,进行挑流鼻坎的体形结构优化,提出了适宜于泄槽宽、泄量大、下游河床地质环境差的溢洪道的新型挑流鼻坎型式——分条复式扭曲挑流鼻坎,较好的解决了巴山水电站溢洪道下游消能防冲的问题。 文中归纳并分析了前人关于河床基岩冲刷平衡深度的计算经验公式,并选用几种公式作冲深估算,计算值的范围可作为基岩冲深范围的参考;同时尝试应用能量法计算平衡冲深并与试验数据相互验证,认为此法计算结果较准确。 最后指出掺气减蚀与泄洪消能系多学科交织的问题,内容多,问题复杂。需继续以“理论分析、室内模拟和原型观测”三结合的方法,进行更深入研究。