倾斜式消浪板在输水工程中的稳水特性研究

姚履坦，詹 航，王 眺，万五一

(浙江大学建筑工程学院，浙江 杭州 310058)

随着缺水地区供需矛盾的增长，输水工程作为解决水资源分布不均衡的有效措施得到广泛关注。在大规模、长距离、跨流域的复杂输水工程中，由于调控水头、输水流量等实际需要，往往采用分段低压输水系统[1]。作为一种新型输水方式，分段低压输水融合了无压输水和有压输水的优点，在水质和结冰期输水效率方面比无压输水更优，在复杂水力问题控制方面比有压输水更优。为实现分级低压输水，工程中要设置多个衔接建筑物，因而在输水系统全线产生多处有压、无压衔接段。工程中无压段常采用局部明渠或箱涵来衔接水流，由于有压接无压段水流流态复杂，往往伴随强烈紊动和混掺，进而在无压段产生的波浪需向下游传递较长距离才能衰减[2-3]。倘若波浪波动幅度较大，可能导致下游渠道水面持续波动甚至触顶，输水状态不断从无压到有压，再从有压到无压转变，不仅无法让系统按最初的设计标准运行，还可能导致大幅度的压力交变及脉动现象，使得输水过程中伴随气泡或者气垫的产生和消失，引起空蚀空化、振动和冲击等水力危害现象[4]。

为避免波浪向下游传播，保证输水系统的稳定性，简单有效的板式消浪结构受到研究者关注。板式消浪结构是一类下部透空、上部连续，不影响水体交换而能消减大部分波浪能量的消浪结构。最早在1986年，邱大洪等[5]提出的单一薄板式消浪结构在海洋工程中得以应用。……