中小型渠首工程消能工水流特性模型试验研究

中小型引水渠首工程由闸室、护坦、防冲槽等主体结构组成。通过模型试验,研究分析相同地质条件及同等边界条件下消能工的工作规律,掌握消能防冲槽在无抛石或有抛石工况下消能工的水流特性,为消能防冲工程设计提供参考依据。研究发现:防冲槽内,在无抛石或抛填任何均匀粒径的卵石时,总会存在一个过水流量Q_X使闸前至护坦末端的沿程流速基本呈正态分布且流速与流量正相关;当防冲槽内无抛石或抛填任何均匀或混合粒径的卵石时,都改变不了流速大小的分布规律。对于一个几何结构不变的消能工,消能防冲槽内无任何抛填物的工况下,其最佳消能能力是一个常数;当防冲槽内有抛填卵石时,任何流量都存在一个使其防冲槽消能效果最好的最佳粒径组合,在最佳粒径组合下的流速就是对下游破坏力最小的安全流速。