补充资料：建筑物下游水流衔接和消能

建筑物下游水流衔接和消能
flow transition and energy dissipation downstream of hydraulic structure

】ianzhuwu xiayou shui!iu xianiie he xjaoneng建筑物下游水流衔接和消能(f low transi.tion and energy dissiPation downstreamof hydraulie strueture)从闸坝等水工建筑物流出的高速急流向下游河道中缓流的转变形式与水流中巨大动能的消减。在河道上修建闸坝，上游水位抬高，其泄水前沿常小于原有河宽，使泄出的水流流速高、单宽流量大、能量集中，而下游河道正常情况的水流分布较均匀、流速较低，于是产生两种水流的衔接问题。上下游水流的能量差称为余能，一般都很大。如不能妥善消除，将冲刷河床、河岸，形成不利的流态，影响建筑物的安全与正常运用口 进行水流衔接与消能的水力分析，应先确定建筑物泄出水流收缩断面(即最小断面)的水深阮和流速Vc。对建筑物上游及收缩断面应用能量方程即可求解hC。对闸坝出流可用下式计算:~，.QZ10=摊e+一二甲一二二尸二不一。 艺g必‘A会式中To为以收缩断面槽底为基准的上游总水头;Ac为收缩断面面积;Q为泄流量;必为流速系数，一般价~0.80一0.95，也有经验公式可查。同时，要根据下游河道在正常流动的水位流量关系，确定在泄流量Q时的下游水深h，。有了h。和h亡的资料即可进行衔接和消能的分析。常用的衔接消能方式分为底流型、面流型与挑流型三种基本型式。 底流型的衔接与消能建筑物泄出的急流贴槽底射出，通过水跃转变为缓流与下游水流衔接。余能的消除主要是利用水跃的作用。这种方式衔接消能段中，高速的主流位于底部，故称为底流型。设出流收缩断面一定的水头下泄出一定的流量时，随着下游水深h‘的增大，衔接流态由底流依次转变为面流、混合流、淹没混合流、淹没面流，当h:很大时还可能出现回复底流。如泄出单宽流量较小，也可能由纯面流直接演变为淹没面流。面流衔接主要由底部漩滚消能，具有底流速较低和利于排木、排冰等优点，但主流位于表面，水面波动较大且延续较远，对岸坡稳定与航运条件均有不利影响。且流态多变，对尾水条件要求较高。②消力序的水流衔接。在溢流坝脚造成反弧和大挑角的凹面序勺称为消力序。当下游有足够水深，在一定的上下限之内，消力序出流的衔接如图5所示，在序内形继续扩散，流速渐减，同时在主流两侧上下游形成两个漩滚。余能主要是在水垫中消除。一般情况河床都会被冲刷形成冲刷坑。冲刷坑的位置和大小与建筑物的安全密切相关，因此挑流射程和冲刷坑深度是两个主要的水力计算项目。

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