2023年7月灌溉排水学报第42卷第7期Jul.2023JournalofIrrigationandDrainageNo.7Vol.42131文章编号：1672-3317（2023）07-0131-07掺气坎�σ值对阶梯式溢洪道的性能影响研究李晓超1，乔超亚2，谢敏萍3，肖广磊3，秦蓉3，张浩4（1.中国华水水电开发有限公司，成都610000；2.中国长江电力股份有限公司，武汉430000；3.华北水利水电大学，郑州450045；4.河南天池抽水蓄能有限公司，河南南阳474664）摘要：【目的】进一步探索掺气坎对阶梯溢洪道的水力性能影响研究。【方法】提出了高距比σ值，并通过数值模拟，针对σ值取1/3、1/2、2/3下，l分别取0.6、0.9、1.2m的9种阶梯溢洪道方案进行了模拟，对各方案下阶梯溢洪道的水面线、速度矢量、掺气浓度、消能率进行了分析。【结果】发现掺气坎σ值对阶梯溢洪道性能有显著影响，掺气坎位置越靠近下游，阶梯溢洪道消能率越高且越稳定，受σ值的影响越小；σ值越小，掺气坎前空腔越多；σ值越大，掺气坎后空腔越多；掺气坎后空腔有利于提升台阶竖直面水流掺气浓度；掺气坎位置越靠近下游，掺气浓度越高；掺气坎越高，掺气浓度越高。【结论】通过对掺气坎不同σ值方案下的阶梯溢洪道性能分析，结合数值模拟结果，发现掺气坎在同一σ值下，位置越靠近下游，水流流态越平顺、掺气效果越稳定、消能率越高；掺气坎在同一位置下，σ值越大，阶梯溢洪道的水流流态越平顺、掺气效果越好，但消能率却并非在最大σ值下最优，而是存在一个σ极值，且随着掺气坎向下游移动有减小趋势。关键词：阶梯溢洪道；掺气坎；消能率；数值模拟中图分类号：TV651.1文献标志码：Adoi：10.13522/j.cnki.ggps.2022471OSID：李晓超,乔超亚,谢敏萍,等.掺气坎σ值对阶梯式溢洪道的性能影响研究[J].灌溉排水学报,2023,42(7):131-137.LIXiaochao,QIAOChaoya,XIEMinping,etal.InfluenceofAerationThresholdonPerformanceofSteppedSpillway[J].JournalofIrrigationandDrainage,2023,42(7):131-137.0引言1【研究意义】泄洪抗汛是水电站、泵站等水利枢纽的一项重要任务。在水利水电工程中，影响其效益发挥的关键因素之一就是泄洪消能技术，且由于我国的水电资源主要集中在西部地区，高水头、大流量、窄河谷是很多西部水电工程的典型特征，为安全泄洪，保障广大人民群众生命财产安全，工程建设的关键性控制因素便是如何确保顺利的泄洪消能。因此，对水电工程泄洪消能关键技术进行深入研究具有十分重要的意义。【研究进展】阶梯溢洪道作为泄洪建筑物...
