通气系统对竖井式溢洪道水力特性影响研究

作     者：王丽娟 张晓朋 贺一轩 韩延成 孙双科 WANG Lijuan;ZHANG Xiaopeng;HE Yixuan;HAN Yancheng;SUN Shuangke

作者机构：济南大学水利与环境学院山东济南250022 中国水利水电科学研究院北京100038 保定易县抽水蓄能有限公司河北保定074200 

出 版 物：《人民长江》 (Yangtze River)

年 卷 期：2023年第54卷第10期

页      面：177-182页

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2016YFC0401700) 

主　　题：竖井溢洪道 脱壁流 水力特性 通气系统 消能率 

摘      要：跌流式竖井垂向落差大,通常在环形溢流堰与竖井段衔接处设置突扩形成脱壁流来降低水流急剧加速后对竖井壁带来的空蚀破坏风险,部分工程在突扩处设置有通气系统,但这种通气设置对于竖井溢洪道整体水力特性的影响尚未明确,针对易县抽水蓄能电站竖井溢洪道工程开展了物理模型试验。试验结果表明:随着堰上水头的增加,环形溢流堰水流流态从自由堰流向受阻堰流转换,最终变为压力孔口出流,且相较于不通气条件,通气条件下的流态转捩点提前;两种条件下泄流流量均呈现先增大后稳定的趋势,高水头时通气条件下泄流能力略低于不通气条件;同时研究发现H/H_(d)0.88后,通气管的存在能够为竖井溢洪道提供更为充分的通气条件,有助于避免竖井管流现象的出现,且能够提高竖井溢洪道的消能率。研究成果可为跌流式竖井溢洪道的设计和优化提供参考。