做后形成的水翅依然会影响下泄水流流态的平稳，因此该类尾墩在实际工程应用中还存在定的局限性。基于水翅的生成原因，本文设计了种消除水翅的复合式斜尾墩，由上部的收缩式隔水墩和下部的托流墩座组成，隔水墩和托流墩座为体化结构，如图所示。其消除水翅的主要原理有两点是减小泄流扩散后的下跌运动趋势，是分散碰撞水流产生的压能。具体表现为将托流墩两侧设计为扭面，侵占了大部分下跌水流的空间，在引导泄流沿托流墩两侧墩壁为水流下跌角度，且般不大于。通过试验观测发现不同的值可以引起水翅特征发生明显的变化。由图和图可以看出时，水翅长度和高度的变化趋势是随水流下跌角度的增大而增大而时，水翅在泄槽内基本消失。分析出现以上变化规律的主要原因是当夹角逐渐减小后，水流指向泄槽底板方向的速度分量也逐渐变小，即两股泄流汇合后对底板造成的压能逐渐减小，水体不再受底板的阻挡而反弹到空中探讨溢洪道闸墩后水翅的消除对策与其水力特性分析地球物理学论文图中可以看出，当弗劳德数相同时，随着泄槽坡度减小，水翅的长度也逐渐减小，而水翅的高度却随泄槽坡度的减小而增大。从图中还可以看出，当时，各工况下的水翅长度和高度随增大逐渐减小，且变化趋势基本致当时，水翅长度和高度随增大而增大当时，水翅长度的最大值和高度的最大值当，水翅长度和高度随着的增大又都逐渐减小。根据试验观测和分析，在与之间水翅突然增简后可得ν，公式中ν可以用闸墩尾部出口断面处的弗劳德数表示，同理可得水翅高度的表达式，由于水流下跌深度和下跌长度也同样随和的变化而变化。所以水翅特征也可以表示为模型设臵试验装臵为了进步研究上述公式中各物理参数与水翅特征的变化规律，水工模型试验往往是种较为直观可靠的方法。本文以典型水利工程中溢流堰和溢洪道体型为大坝溢洪道中墩后形成的水翅为研究对象，在斜尾墩的基础上，将其侧面直线段改进为流线型，消除水翅效果优于普通斜尾墩。试验工况当闸门完全开启时，为了得到库区不同水位下水翅的水力参数，以水箱水面到闸墩尾部出口处的水头和作为试验工况。另外，当闸墩宽度为定值时，改变溢洪道的坡度会对水翅产生不同的影响，试验设计了种坡度，和。因此，模型试验控制的参数主要有水头和底板坡度鉴于泄洪时水翅现象会产生上述安全隐患，研究人员通过模型试验和数值模拟方法对大坡度台阶式溢洪道，窄缝消能工出口，泄洪洞侧掺气坎，闸墩，后形成的水翅特征开展了相关研究。同时针对消减和控制闸墩后水翅的工程措施也开展了些探索，段维钧为了消除工程中的高水头泄流底孔闸墩尾部产生的水翅，提出了种淹没式斜尾墩，并对该尾墩的体型设计及消除水翅的原理进行了介绍和探讨。王治祥等发现消除天生桥级水电站溢流堰闸墩尾部的翅的长度和水翅的高度，水翅长度是水翅起点到水翅落水点的距离，反映了水翅在泄槽纵向的影响范围水翅高度是水翅跃起的最高点到泄槽底板的距离，该值为设计溢洪道边墙的高度提供参考。关键词地球物理复合式斜尾墩水力学模型试验水翅溢洪道闸墩当水利工程泄洪流量较大时，常在泄洪建筑物进口闸室加设闸墩，将进水口分隔成数孔，以减小闸门尺寸防止其跨度过大，但是闸墩两侧的下泄水流在溢洪道内交汇时易生成类似鱼鳍状的水翅，水交汇能量的办法，即在原闸墩末端加设收缩潜没式斜尾墩。吴建华等研究了板溪水电站泄洪洞中墩后的水翅现象，并通过量纲分析方法得出了水翅长度水翅高度与水流弗如德数对冲长度水面下凹深度之间的关系，发现泄洪洞中墩后水面下凹是引起水翅的主要原因之，并在随后研究中提出了种新型的水垫型中墩，该中墩改善了由于中墩尾部附近水面急剧下凹导致水流反弹而引起的水翅。王川等以印度尼西亚大坝溢洪道中墩后形成的水开启时，为了得到库区不同水位下水翅的水力参数，以水箱水面到闸墩尾部出口处的水头和作为试验工况。另外，当闸墩宽度为定值时，改变溢洪道的坡度会对水翅产生不同的影响，试验设计了种坡度，和。因此，模型试验控制的参数主要有水头和底板坡度，需要测量的参数有闸墩尾部出口断面处的平均流速和水深下跌长度下跌深度水翅长度和水翅高度。鉴于泄洪时水翅现象会产生上述安全隐患分析理论，可将水翅长度与上述物理参数的函数关系表示为，ν图物理模型布臵示意单位基于定理，选水深和重力加速度为基本物理量，根据量纲和谐原理，化简后可得ν，公式中ν可以用闸墩尾部出口断面处的弗劳德数表示，同理可得水翅高度的表达式，由于水流下跌深度和下跌长度也同样随和的变化而变化。所以水翅特征也可以表示为探讨溢洪道闸墩后水翅的消除对策与其水力特性分析地球物理学论文翅现象会给泄洪消能带来诸多不利的影响，如泄流稍有波动或闸门未对称开启时，都会导致水翅在溢洪道内摆动冲击甚至翻越边墙，从而增加边墙高度和承受的动力荷载。水翅跌落后还容易对溢洪道底板造成冲击，引起溢洪道底板的压力沿程波动。若水翅发生在泄洪洞中，激起的水流还可能会冲击洞顶，其引起的波动还会造成洞内水流流态不稳，严重威胁到泄洪洞的安全运行。探讨溢洪道闸墩后水翅的消除对策与其水力特性分析地球物理学论文在溢洪道内摆动冲击甚至翻越边墙，从而增加边墙高度和承受的动力荷载。水翅跌落后还容易对溢洪道底板造成冲击，引起溢洪道底板的压力沿程波动。若水翅发生在泄洪洞中，激起的水流还可能会冲击洞顶，其引起的波动还会造成洞内水流流态不稳，严重威胁到泄洪洞的安全运行。探讨溢洪道闸墩后水翅的消除对策与其水力特性分析地球物理学论文。量纲分析根据观察溢洪道闸墩后的水翅现象，定义了相关参数如图所示。和分别是水，黄国兵，等窄缝消能工冲击波及水翅特性研究长江科学院院报，马旭东，戴光清，杨庆，等突扩突跌掺气射流对泄洪洞侧墙水力特性的影响水力发电学报，马旭东，杨庆，聂锐华，等中闸室弧形闸门关闭过程中泄洪洞水力特性研究川大学学报工程科学版，郭瑾瑜，王均星溢洪道中墩水翅的数值模拟武汉大学学报工学版，段维钧消除水冠的有效措施淹没式斜尾墩成都科技大学学报，王治祥，梁宗祥天生桥级水电站溢洪道几个水力学问题研翅为研究对象，在斜尾墩的基础上，将其侧面直线段改进为流线型，消除水翅效果优于普通斜尾墩。关键词地球物理复合式斜尾墩水力学模型试验水翅溢洪道闸墩当水利工程泄洪流量较大时，常在泄洪建筑物进口闸室加设闸墩，将进水口分隔成数孔，以减小闸门尺寸防止其跨度过大，但是闸墩两侧的下泄水流在溢洪道内交汇时易生成类似鱼鳍状的水翅，水翅现象会给泄洪消能带来诸多不利的影响，如泄流稍有波动或闸门未对称开启时，都会导致水翅，研究人员通过模型试验和数值模拟方法对大坡度台阶式溢洪道，窄缝消能工出口，泄洪洞侧掺气坎，闸墩，后形成的水翅特征开展了相关研究。同时针对消减和控制闸墩后水翅的工程措施也开展了些探索，段维钧为了消除工程中的高水头泄流底孔闸墩尾部产生的水翅，提出了种淹没式斜尾墩，并对该尾墩的体型设计及消除水翅的原理进行了介绍和探讨。王治祥等发现消除天生桥级水电站溢流堰闸墩尾部的水翅可以采用分散相邻两孔水流交汇点和模型设臵试验装臵为了进步研究上述公式中各物理参数与水翅特征的变化规律，水工模型试验往往是种较为直观可靠的方法。本文以典型水利工程中溢流堰和溢洪道体型为参考，根据重力相似准则，取其泄流表孔中的两孔制作物理模型。模型主要由上游水箱溢流堰闸室闸墩和泄槽段组成，闸室内单孔宽度为，闸墩宽度，泄槽段的宽度和长度分别为和，其中边墙高度为，图为模型示意图。试验工况当闸门完全究陕西水力发电，王川，戴光清，杨庆，等溢洪道中墩水翅的消减研究水电能源科学，刁明军，李斌华，方旭东，等水翅消除工中国，薛宏程，马倩，任昱，刁明军溢洪道闸墩后水翅的水力特性及消减措施研究水利水电技术，基金国家重点研发计划重庆交通大学高层次人才科研启动项目。图溢洪道闸墩后水翅及参数示意不考虑水流的粘性和表面张力时，其中影响水翅长度的主要因素有个物理参数。根据量纲探讨溢洪道闸墩后水翅的消除对策与其水力特性分析地球物理学论文进步试验研究，以确保溢洪道安全运行。参考文献李桢，李红瓦村水电站溢洪道体型优化试验研究水电能源科学，吴国领，马飞，吴建华，等泄洪洞龙落尾段流态控制的试验研究水动力学研究与进展辑，韩玙，冯瑞林，田嘉宁，等大坡度台阶式溢洪道中的水翅现象水力发电学报，周苏芬，邵仁建，陈斌水库台阶式溢洪道优化试验研究人民珠江，黄国兵，杜兰，王才欢，等窄缝挑坎水翅轨迹及降雨特性研究长江科学院院报，胡晗，杨伟向下游流动时，使水流运动方向尽量与底板平行减小水流下跌角度在大流量时，高于隔水墩的下泄水体将在隔水墩上表面沿程交汇，把水流扩散碰撞产生的压能纵向分散，减少了能量的迭加集中，有利于削弱水翅，在中小流量时，托流墩底部的扭面和椭圆锥面设计也起到分散下泄水流压能的作用。在相同工况下，通过对比发现复合式斜尾墩消除水翅的效果比传统棱台型尾墩更好，如图和图所示。图水翅消除措施及其效果示意结论溢洪道下泄水形成强水翅。如文献和中提到的斜尾墩其本质都是在定程度上减小了的值。因此，可以采取有关工程措施将水流下跌角度控制在较小范围内，从而避免或减弱溢洪道闸墩后的水翅现象。图与的关系图Η与的关系水翅的消除措施消减水翅高度的传统方法是在闸墩后加设类似图所示的棱台型尾墩，相对于图该类尾墩虽然能在定程度上减弱水翅现象，但仍然无法有效避免水翅的发生，尤其当下泄大中流量时，尾墩强的主要原因是闸墩后没有足够的积水深度见图为两股交汇的泄流起到缓冲水垫的作用，且下泄水流跌向底板的趋势明显，导致泄流直接冲击底板受到挤压后反弹到空中形成了较高的水翅。图与的关系图Η与的关系水流下跌对水翅特征