直角折线堰在生态河道中的应用研究

通过模型试验，研究直角折线堰不同前堰、侧堰长度的变化情况下的过流能力和过堰水流形态。直角折线堰作为亲水设施，当前堰、侧堰长度以及展长变化不大时，其过流能力相差仅为１０％左右，对河道的行洪安全没有根本性的影响；不同的前堰、侧堰长度变化情况下，过堰水流在堰顶、堰后的水舌形态以及下游水流跌落后所形成的水冠均有着较为明显的差异，将其进行不同的组合布置，客观上使得过堰水流相互交错、水股相击，能够营造出和谐美丽的生态氛围。     

溢流前缘长度变化对直角折线堰过流能力影响研究

在一定过流宽度下,直角折线堰的过流能力和侧堰位置(前堰长度)、侧堰长度直接相关,其实质是溢流前缘长度随堰顶水头增加而减小。基于试验研究成果,对一定堰高,不同侧堰位置(前堰长度)、侧堰长度的直角折线堰流量系数进行拟合分析,得到基于溢流前缘长度变化的流量系数计算公式,可为类似工程提供参考。该研究成果的应用不仅能够保证河道行洪能力,还能够产生较好的水景观。     

侧堰长度变化对直角折线堰过流能力影响研究

通过水工模型试验研究,得到了不同侧堰长度下的直角折线堰过流能力:一定水头条件下,直角折线堰过流能力大于ＷＥＳ实用堰,但侧堰长度从75．0ｍｍ增加到112．5ｍｍ、150．0ｍｍ和187．5ｍｍ时,其过流能力的增幅呈下降趋势（堰顶水头100ｍｍ时,其增幅依次下降为5．98％、2．85％和1．36％）。在试验研究成果基础上,基于堰流基本公式,对其流量系数进行回归分析,并将拟合公式进行工程应用,成果表明:流量系数拟合公式经过几何比尺放大后可用于指导实际工程设计。     

基于溢流前缘长度变化的迷宫堰过流能力拟合分析

即便是山区峡谷水库,迷宫堰在低水头情况下的超泄能力也比较大,但随堰顶水头增加,其过流能力降低明显。依托既有试验研究成果,结合过堰水流随流量增大,其流态从薄壁堰流逐渐过渡到真空实用堰流的现象,对比分析W型迷宫堰流量系数的变化;进而运用Origin软件对试验数据进行数学方法回归分析,给出迷宫堰溢流前缘长度随堰顶水头增加而减小的拟合公式。在此基础上,得到基于溢流前缘长度变化的W型和V型迷宫堰过流能力拟合公式。其成果能够很好说明迷宫堰溢流前缘长度以及过流能力随水头增加而变化的现象。     

斜向进水消力井淹没射流水力特性机理分析

云南地处高原山区,水文气象条件各异,地形陡峻、工程地质条件复杂,在常规消能工无法布置的情况下,消力井是一种可行的选择。对于斜向进水消力井,其水力特性未见更多研究。针对一定纵坡条件下斜向进水消力井井内淹没射流,基于井内水流紊动射流分区,对淹没射流条件下的水股作用力进行机理分析,推导得出了斜向进水条件下圆形消力井射流沿程最大流速及冲击区井壁时均作用力表达式;进而结合水力学试验进行了一定纵坡下的半经验公式参数率定。研究成果可为类似工程的设计提供参考。