V型潜坝水流特性试验研究

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随着人们对生态治河理念的深入理解,河道整治工程越来越趋向于生态化,注重生态补偿及生态修复。这种生态治河理念对于景观工程中挡水建筑物的要求是必不可少的。本文基于前人对潜没式建筑物的过流特性的相关研究,以辽宁省凌源市黄金带河流域的V型潜坝工程为原型开展了相应的模型试验研究。针对V型潜坝的正态过流模型,以相应频率范围内的流量为变值,对V型潜坝水流特性包括过流能力、流场特性、紊动强度和雷诺应力的分布规律进行了试验研究。本文旨在加强对V型潜坝泄流能力和流场形态的研究,为下一步对V型潜坝的研究提供参考,对潜坝在实际工程中的应用提供指导性的意见。本文通过对V型潜坝水流特性的试验研究得出以下主要结论:(1)本文结合V型潜坝的自身特点,对其流量公式进行了常规法和分段法的推导,通过推导出的流量公式进一步拟合出V型潜坝流量系数的公式表达式。计算结果表明V型潜坝的坝高与坝上水头的比值H/P在0.211.03之间时,流量系数0.420.70之间,此流量系数值远大于传统坝型的流量系数值。(2)V型潜坝纵向水流总体变化趋势均为V表,受到流速变化的影响,纵向紊动强度和雷诺应力分布情况与纵向流速分布规律大体相同。vmax集中在V型潜坝两侧的边直墙段处,过坝水流随着水头增加出现明显的菱形波,因此V型潜坝边直墙段应考虑防冲和坝后的消波问题。(3)通过模型试验对V型潜坝横向流速以及雷诺应力的研究发现,随着来流量的增加,横向流速无明显的摆动现象,横向雷诺应力也趋于平稳,因此横向影响效应对V型潜坝的无明显影响,可忽略不计。
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