陡坡河道透过性坝阻水效应及沿程水深预测方法

透过性坝是一种泥石流防治工程措施。对于少沙陡坡河道,透过性坝主要发挥其阻水功能。本文开展概化模型试验,研究陡坡河道透过性坝的阻水效应。在不同坝体透水率与上游流量下,测量透过性坝上游自由出流区、坝前壅水区和下游水流充分发展区的水深。建立了上游自由出流区与下游水流充分发展区的水深预测模型。基于能量方程,提出了坝前壅水区沿程水深计算模型与壅水区长度预测方法。结果表明：坝体透水率和上游流量是影响坝前水深与壅水范围的两个关键参量。当透水率越小或/且上游流量越大,坝前水深越大,壅水范围越大。下游水流充分发展区水深主要与下泄流量和河道过流条件有关。采用本文30组试验数据对上游自由出流区水深、坝前壅水区长度与沿程水深及下游水流充分发展区水深的预测公式进行验证,结果表明公式可准确预测上述三个区域的水深及壅水长度。研究成果实现了透过性坝沿程水深、壅水区长度的准确预测,预测结果可为少沙陡坡河道中透过性坝的结构设计提供理论支撑。