台阶式溢洪道滑行水流水面线和消能效果的试验研究
张志昌(1)，曾东洋(2)，刘亚菲(1)
(1 西安理工大学，西安，710048) (2 西南交通大学，成都，610000)

摘要：通过模型试验研究了台阶式溢洪道滑行水流的流态、水面线和消能效果。试验得出，台阶式溢洪道的水流流态分为台阶内部的旋滚流态和虚拟底板以上主流区的流态。台阶式溢洪道水面线的变化与来流量、台阶尺寸和掺气浓度有关。当水流进入台阶段时，水面由于失重有一定的降低，然后逐渐抬高至某一高度后再略有降低；在掺气发生点以前，水面线沿程降低，掺气发生点以后，水面线沿程升高；当水流掺气饱和时，水深沿程不再变化，为明渠均匀流。台阶式溢洪道的消能率是逐级台阶的累积效应。水流通过与台阶之间的碰撞、台阶上的水流漩滚以及水流内部的紊动剪切强化了溢洪道的消能效果。在试验范围内，台阶式溢洪道与光滑溢洪道比较，消能率可以提高40%～70%。通过试验，得出了台阶式溢洪道滑行水流水面线和消能率的计算方法。
关键词:台阶式溢洪道；滑行水流；水流流态；水面线；消能率
中图分类号：TV131    文献标识码：A