弯曲溢洪道挑流消能方式选择及效果分析

宋发军

(重庆市奉节县水利局，重庆 404600)

我国幅员辽阔，不同地区地形地貌差异较大，且气候环境各异。对于我国云贵川等西南地区，多为山地和丘陵地貌，地形落差大，年均降雨量充沛，适合建造水电工程。不过，正是由于这些区域复杂的地形地貌，在修建水电工程时，安全问题也称为了最受关注问题。

泄水建筑物是用来保证水电工程安全性的设施，其中泄洪道的合理设计能够有效地保证泄洪水流通畅，降低空化现象。不同消能方式下泄洪道的消能效果各不相同、功能各异[1-5]。例如，底流泄洪的流态稳定，具有较好的消能效果，能够适应高中低水头，灵活应对不同的地质环境和水位变化；尾坎式消流也具有较好的消能效果，而且对河道两岸及下流河道的影响较小；阶梯消能可以强化泄洪水流的紊动，有效耗散水流的动能，提高掺气量，延长溢洪道的使用寿命[6-10]。而且，对于较为复杂的地形地貌来说，常常会结合多种消能模式，保证泄洪道的消能效果，提高溢洪道的使用寿命[11-15]。

本文对不同消能方式下的弯曲溢洪道水流消能的效果进行了模拟，并对其消能效果进行了分析，对比不同消能方式下的消能能力的差距，在实际工程应用中具有指导意义。

1 消能率算法

溢洪道消能效果通常用消能率来衡量。本文设计弯曲溢洪道在不同消能方式下的效果，消能率越高，则说明该方式下弯曲溢洪道对水流的消能效果越好[16]。对于溢洪道消能率的计算方式各不相同，本文采用公式(1)的方法计算溢洪道的消能率：