单戗堤立堵截流宽度效应研究

摘要

截流是水利水电工程兴建过程中的关键环节，本文介绍了当前导截流工程研究和发展概况后，指出导截流工程的研究虽然已经取得了显著的进展，但在宽戗堤立堵截流龙口水流水力特性、宽度效应等方面仍亟待更深入的研究。基于此，本文主要在以下几个方面做了研究和探讨： 1）利用1:80 的正态模型进行了物理模型试验。截流模型近似为平底的矩形河床，由导流明渠、纵向围堰等组成，采用双向对称进占方式进行截流；阐明了随戗堤顶宽的增加明渠分流量、龙口坡底流速以及龙口轴线底流速的变化规律。 2）建立了平面二维水流数学模型，用于计算截流时整个河道内的水力条件。根据不同的来流条件及下游水深，用建立的水流数学模型，模拟不同工况下明渠和龙口段的水力参数。结果表明，该数学模型反应的水体的流动规律与物理模型一致，并较精确的给出了龙口沿程水深变化规律。因此，使用该数学模型可迅速、精确地获得各种工况下截流设计和施工所需的各个参数，方便地进行系列数值试验或不同的方案比较。 3）总结物理模型试验和数学模型试验的成果，指出龙口水流条件虽属无坎宽顶堰流，但它的水流流态并不完全符合宽顶堰流，而是介于宽顶堰流与短明渠非均匀渐变流的特性之间。 4）对单戗立堵截流的宽度效应进行了初步研究，根据物理模型和数学模型试验结果，指出了合理的戗堤宽度的取值范围。