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第 !" 卷第 # 期&’()!" *’)#! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水 利 水 电 科 技 进 展!$$" 年 %! 月?10) !$$"+,-./012 3/ 4031/01 ./, 5106/’(’7!8 ’9 :.;1< =12’><012作者简介： 王海阳 （%@AB —），男，天津人，硕士研究生，从事工程水力学研究。 CDE.3(： .B$$!!$F%$#G%#B) 0’E超低弗劳德数闸下消能试验王海阳，傅宗甫（河海大学水利水电工程学院，江苏 南京!%$$@A）摘要： 低弗劳德数、低水头、低尾水的闸下消能消力池内 不能产生稳定充分水跃， 池内 壅起的水流出池后会产生二次跌落， 对下游河床冲刷严重。 针对芦潮港水闸工程， 通过物理模型试验提出 了 一种新型辅助消能工， 即在池后海漫设置梅花形布置墩群， 可使下泄水流达到充分消能、 均匀 扩散的效果， 并分析了 墩群的消能机理。 实践表明， 这种新型的消能布置方案可以有效地解决超低弗劳德数底流水跃消能不充分的问题， 可供类似工程参考。关键词： 超低弗劳德数； 水闸； 消能工； 墩群； 芦潮港水闸中图分类号： 5&%BFH!I%文献标识码： +文章编号：%$$#!"#J" （!$$"）$#!$$"B!$J!"#$%&’$()* +( ,(-$% *.,&/$ $($%01 -&**&#2)&+( 2) ,.)%23.+4 5%+,-$ (,’6$%77:+*K L.3D8./7， MN O’/7D9> （ !"##$%$ "&’()$* !"+,$*-(+./ (+0 1/0*"2"3$* 4+%5+$$*5+%， 1"6(5 7+5-$*,5)/， 8(+95+% !%$$@A， !65+(）86*)%2/)： 561 >/,1< 2(>301 1/1<78 ,3223P.;3’/ .; (’Q M<’>,1 />ER1<， (’Q Q.;1< 61.,， ./, (’Q ;.3(Q.;1< ,’12 /’; P<’,>01 2;1.,868,<.>(30 S>EP 3/ ;61 2;3((3/7 R.23/) 561 2><71 3/ ;61 2;3((3/7 R.23/ ,<’P2 .7.3/ .9;1< Q.;1< 9(’Q2 ’>;， ./, 3; (1.,2 ;’ 21<3’>2 1<’23’/’/ ;61 (’Q1< <3-1< R1,) T/ 0’ER3/.;3’/ Q3;6 ;61 2(>301 P<’S10; .; ;61 U>06.’ V’<;， . /1Q ;8P1 ’9 .>W3(3.<8 1/1<78 ,3223P.;’< Q.2P<’P’21, R8 P68230.( E’,1( ;12;2， 3) 1) ;61 21;;3/7 ’9 03/X>19’3(D26.P1, P31< 7<’>P2 ’/ ;61 .P<’/ R163/, ;61 2;3((3/7 R.23/ ;’ ’R;.3/7’’, 19910; 3/ 9>(( 1/1<78 ,3223P.;3’/ ./, >/39’<E ,399>23’/ ’9 Q.;1< ,3206.<71 ;’Q.<, ,’Q/2;<1.E， ./, ;61 E106./32E ’9 1/1<78,3223P.;3’/ R8 ;61 P31< 7<’>P2 Q.2 ./.(8Y1,) V<.0;301 26’Q2 ;6.; ;61 /1Q ;8P1 ’9 1/1<78 ,3223P.;3’/ (.8’>; 2061E1 32 19910;3-1 ;’’-1<0’E1 3/2>993031/; 1/1<78 ,3223P.;3’/ ’9 R’;;’E 9(’Q R8 68,<.>(30 S>EP .; >(;<.D(’Q M<’>,1 />ER1<)9$1 4+%-*： >(;<.D(’Q M<’>,1 />ER1<； 2(>301； 1/1<78 ,3223P.;’<； P31< 7<’>P； 2(>301 ’9 U>06.’ V’<;在我国大量的低水头中小型水利工程中， 底流消能是主要的消能方式。 底流消能的效率与入流弗劳德数 :* 密切相关。 一般说来， :* 越大，消能效率越高；反之，消能效率越低［%］。 一般要求消力池中形成 JHF":*"@H$、 稍有淹没的稳定水跃， 这种水跃漩滚稳定，跃后水面平稳， 消能效率高， 消能率 ;9ZJF< [ "$< ；!HF":* \ JHF 时为摆动水跃，底部射流间歇地向水面窜升， 漩滚不稳定， 跃后水面波动较大，消能效率较低， ;9Z !$< [ JF< ； %H"":* \ !HF时为弱水跃， 消能效率很低， ;9\ !$< ； % H$ \ :* \% H" 时为波状水跃， 消能效率更低， 部分动能转变为波动能量，这部分波动能量需较长距离才能衰减［!］。长期以来， 低弗劳德数水流消能问题一直是困扰着人们的一个相当棘手的问题。 目前人们对低弗劳德数消能采取的主要办法是加深加大消力池， 或采用多级消力池。 但一味加大消力池挖深， 不仅会增加池内水流的流速和脉动压力， 而且会使池底板所受扬压力增加，这无疑加大了工程的危险性，也增加了工程投资；并且在下游水位很低时，仅靠增大消力池挖深和长度也难以保证水流消能防冲效果。 这时就要求增设辅助消能工， 如消力墩、 消力齿、 消力梁等设施以促进水流的紊动扩散，减小跃后水深，稳定水跃，这样就能有效地减小消力池的尺寸，从而使工程建设更为经济可靠［B］。当前技术成熟并被广泛应用的综合消力池主要有美国垦务局推荐的 N4]=="型、N4]==#型消力池，美国 4+M 型消力池及 ]CL+&+*T 型消力池 （5 形墩消力池）等［J］，但这些技术成熟的消力池应用在超低弗劳德数、低水头、低尾水的情况下也很难达到令人满意的消能效果。 本文提出在池后海漫设置梅花形布置墩群，是针对上海芦潮港水闸工程提出的一种新型辅助消能工。 试验研究表明，该辅助消能工可以有效地提高海漫水深，消除池后二次跌落， 均化海漫段流速分布，对于类似工程具有一定的参考价值。:工程概况芦潮港水闸工程位于上海市南汇区东南部的芦?B"?水利水电科技进展， !$$"， !" （ #）>$#： $!F!AB"A#BBF4=?(5#： 9@G 66A B $0A B .+6))2： CCDDE B 66A B $0A B .+