前置掺气坎阶梯溢洪道近壁掺气特性

刘善均; 朱利; 张法星; 罗书靖; 白瑞迪; 邓军

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前置掺气坎阶梯溢洪道近壁掺气特性

刘善均, 朱利, 张法星, 罗书靖, 白瑞迪, 邓军

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刘善均, 朱利, 张法星, 罗书靖, 白瑞迪, 邓军. 前置掺气坎阶梯溢洪道近壁掺气特性[J]. 水科学进展, 2014, 25(3): 401-406.

引用本文:

刘善均, 朱利, 张法星, 罗书靖, 白瑞迪, 邓军. 前置掺气坎阶梯溢洪道近壁掺气特性[J]. 水科学进展, 2014, 25(3): 401-406.

LIU Shanjun, ZHU Li, ZHANG Faxing, LUO Shujing, BAI Ruidi, DENG Jun. Aeration characteristics for skimming flow along the pre-aerator stepped spillways[J]. Advances in Water Science, 2014, 25(3): 401-406.

Citation:

LIU Shanjun, ZHU Li, ZHANG Faxing, LUO Shujing, BAI Ruidi, DENG Jun. Aeration characteristics for skimming flow along the pre-aerator stepped spillways[J]. Advances in Water Science, 2014, 25(3): 401-406.

前置掺气坎阶梯溢洪道近壁掺气特性

1.
四川大学水力学与山区河流保护国家重点实验室, 四川成都 610065;
2.
中国水电顾问集团华东勘察设计院, 浙江杭州 310014

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51109150；51179114）

详细信息

作者简介:
刘善均（1963- ），男，重庆人，教授，博士生导师，主要从事水工水力学方面研究。E-mail：drliushanjun@vip.sina.com

通讯作者:
张法星，E-mail：zhfx@scu.edu.cn

中图分类号: TV135.2

Aeration characteristics for skimming flow along the pre-aerator stepped spillways

1.
State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China;
2.
East China Investigation Design Institute under CHECC, Hangzhou 310014, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China(No.51109150;No.51179114)

摘要: 为更清楚地认识前置掺气坎阶梯溢洪道近壁面沿程掺气规律，对其掺气特性进行了研究，得到了在不同坡度、单宽流量、台阶体型条件下阶梯竖直面和水平面近壁处掺气浓度沿程分布规律，并与不设前置掺气坎但设置过渡阶梯溢洪道的掺气规律进行了对比分析。研究表明：前置掺气坎式阶梯溢洪道中阶梯水平面与竖直面掺气浓度沿程的分布规律相似，受前置掺气坎的帮助，掺气浓度很高，沿程逐渐减小，达到一定距离后趋于稳定；掺气浓度随单宽流量的增大而减小，随坡度的减缓而减小；前置掺气坎克服了过渡阶梯存在前几级的底部清水区的缺陷，能够用于更大单宽流量。
- 前置掺气坎 /
- 过渡阶梯 /
- 阶梯溢洪道 /
- 空蚀破坏 /
- 掺气浓度 /
- 模型试验
Abstract: Pre-aerator stepped spillways, where the aerator is placed prior to the primary step in the stepped spillway, can form a cavity chamber at the bottom to produce enough aeration concentration to avoid the cavitation erosion. To make a better understanding of the bottom aeration characteristics along the pre-aerator stepped spillways, laboratory experiments were carried out, in which aeration concentration distributions on the vertical and horizontal planes along the stepped spillway with different discharges and slopes were investigated. Ulteriorly, comparation of aeration characteristics was made between the pre-aerator stepped spillway and the transitional stepped spillway. It was showed that distribution of aeration concentration on the horizontal surfaces of the pre-aerator stepped spillway was similar to that on the vertical plane. Because of the pre-aerator, the aeration concentration is very high along the primary steps, decreases along the stepped spillways, and tends to the stability for a certain distance. With the increase of discharge per unit width and the decrease of the slope, the aeration concentration decreases. The results indicate that the pre-aerator can eliminate the clear water zone on the bottom of the primary steps, where the transitional steps cannot avoid. Therefore the pre-aerator stepped spillways can be widely used for larger discharges per unit width.
- pre-aerator /
- transitional steps /
- stepped spillway /
- cavitation erosion /
- air concentration /
- model test

[1]	肖诗云, 郭晓阳, 李娜. 洪水水流压力及其影响因素模型试验研究 . 水科学进展, 2021, 32(3): 418-426. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2021.03.010
[2]	周建银, 姚仕明, 王敏, 朱勇辉, 陈栋. 土石坝漫顶溃决及洪水演进研究进展 . 水科学进展, 2020, 31(2): 287-301. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.02.015
[3]	夏军强, 陈倩, 董柏良, 张晓雷. 雨水口堵塞程度对其泄流能力影响的试验研究 . 水科学进展, 2020, 31(6): 843-851. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.06.004
[4]	陈倩, 夏军强, 董柏良. 城市洪涝中雨水口泄流能力的试验研究 . 水科学进展, 2020, 31(1): 10-17. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.01.002
[5]	南军虎, 马保泰, 王煜搏, 牛争鸣, 洪镝. 水平旋流消能工水力学研究方法适宜性 . 水科学进展, 2018, 29(3): 390-397. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.03.011
[6]	付辉, 郭新蕾, 杨开林, 郭永鑫, 王涛. 南水北调中线工程典型倒虹吸进口上游垂向流速分布 . 水科学进展, 2017, 28(6): 922-929. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.06.013
[7]	李涛, 张俊华, 夏军强, 马怀宝, 郜国明, 王增辉. 小浪底水库溯源冲刷效率评估试验 . 水科学进展, 2016, 27(5): 716-725. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.05.009
[8]	李志威, 王兆印, 张晨笛, 余国安, 张康, 漆力健. 人工阶梯-深潭破坏案例与稳定性分析 . 水科学进展, 2015, 26(6): 820-828. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.06.008
[9]	马志敏, 邹先坚, 赵小红, 许明, 陶维亮. 基于B超成像的泥沙起动流速测量方法 . 水科学进展, 2015, 26(1): 59-65. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.01.008
[10]	卫望汝, 邓军, 田忠, 张法星. 明渠水流自掺气发展区水气结构分析 . 水科学进展, 2014, 25(5): 704-712.
[11]	牛争鸣, 南军虎, 洪镝. 一种新型掺气设施的试验研究 . 水科学进展, 2013, 24(3): 372-378.
[12]	罗永钦, 刁明军, 何大明, 白绍学. 高坝明流泄洪洞掺气减蚀三维数值模拟分析 . 水科学进展, 2012, 23(1): 110-116. doi: CNKI:32.1309.P.20120104.2014.011
[13]	胡旭跃, 张青松, 马利军. 过渡段对连续弯道水流影响的数值模拟 . 水科学进展, 2011, 22(6): 851-858.
[14]	邓军, 许唯临, 刘善均, 王韦. 射流掺气对水垫塘及坑底压强影响的实验研究 . 水科学进展, 2009, 20(3): 373-378.
[15]	李云, 李君. 溃坝模型试验研究综述 . 水科学进展, 2009, 20(2): 304-310.
[16]	彭勇, 张建民, 许唯临, 刘善均, 王韦. 前置掺气坎式阶梯溢洪道掺气水深及消能率的计算 . 水科学进展, 2009, 20(1): 63-68.
[17]	吴时强, 吴修锋, 周辉, 陈惠玲. 底流消能方式水电站泄洪雾化模型试验研究 . 水科学进展, 2008, 19(1): 84-88.
[18]	季日臣, 何文社, 房振叶. 斜交桥壅水试验研究与理论探讨 . 水科学进展, 2007, 18(4): 504-508.
[19]	叶茂, 伍超, 林威, 王飞, 王贵川. 侧向水平进水孔口立轴旋涡的试验研究 . 水科学进展, 2007, 18(6): 842-845.
[20]	杨永森, 杨永全. 掺气减蚀设施体型优化研究 . 水科学进展, 2000, 11(2): 144-147.

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前置掺气坎阶梯溢洪道近壁掺气特性

1. 四川大学水力学与山区河流保护国家重点实验室, 四川成都 610065;

2. 中国水电顾问集团华东勘察设计院, 浙江杭州 310014

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51109150；51179114）

作者简介:
刘善均（1963- ），男，重庆人，教授，博士生导师，主要从事水工水力学方面研究。E-mail：drliushanjun@vip.sina.com

通讯作者: 张法星，E-mail：zhfx@scu.edu.cn

收稿日期: 2013-08-14
刊出日期: 2014-05-25

中图分类号: TV135.2

关键词:

摘要: 为更清楚地认识前置掺气坎阶梯溢洪道近壁面沿程掺气规律，对其掺气特性进行了研究，得到了在不同坡度、单宽流量、台阶体型条件下阶梯竖直面和水平面近壁处掺气浓度沿程分布规律，并与不设前置掺气坎但设置过渡阶梯溢洪道的掺气规律进行了对比分析。研究表明：前置掺气坎式阶梯溢洪道中阶梯水平面与竖直面掺气浓度沿程的分布规律相似，受前置掺气坎的帮助，掺气浓度很高，沿程逐渐减小，达到一定距离后趋于稳定；掺气浓度随单宽流量的增大而减小，随坡度的减缓而减小；前置掺气坎克服了过渡阶梯存在前几级的底部清水区的缺陷，能够用于更大单宽流量。

English Abstract

Aeration characteristics for skimming flow along the pre-aerator stepped spillways

1. State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China;

2. East China Investigation Design Institute under CHECC, Hangzhou 310014, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China(No.51109150;No.51179114)

Received Date: 2013-08-14
Publish Date: 2014-05-25

Keywords:

Abstract: Pre-aerator stepped spillways, where the aerator is placed prior to the primary step in the stepped spillway, can form a cavity chamber at the bottom to produce enough aeration concentration to avoid the cavitation erosion. To make a better understanding of the bottom aeration characteristics along the pre-aerator stepped spillways, laboratory experiments were carried out, in which aeration concentration distributions on the vertical and horizontal planes along the stepped spillway with different discharges and slopes were investigated. Ulteriorly, comparation of aeration characteristics was made between the pre-aerator stepped spillway and the transitional stepped spillway. It was showed that distribution of aeration concentration on the horizontal surfaces of the pre-aerator stepped spillway was similar to that on the vertical plane. Because of the pre-aerator, the aeration concentration is very high along the primary steps, decreases along the stepped spillways, and tends to the stability for a certain distance. With the increase of discharge per unit width and the decrease of the slope, the aeration concentration decreases. The results indicate that the pre-aerator can eliminate the clear water zone on the bottom of the primary steps, where the transitional steps cannot avoid. Therefore the pre-aerator stepped spillways can be widely used for larger discharges per unit width.

刘善均, 朱利, 张法星, 罗书靖, 白瑞迪, 邓军. 前置掺气坎阶梯溢洪道近壁掺气特性[J]. 水科学进展, 2014, 25(3): 401-406.

引用本文:

刘善均, 朱利, 张法星, 罗书靖, 白瑞迪, 邓军. 前置掺气坎阶梯溢洪道近壁掺气特性[J]. 水科学进展, 2014, 25(3): 401-406.

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前置掺气坎阶梯溢洪道近壁掺气特性

作者简介: 刘善均（1963- ），男，重庆人，教授，博士生导师，主要从事水工水力学方面研究。E-mail：drliushanjun@vip.sina.com

通讯作者: 张法星，E-mail：zhfx@scu.edu.cn

Aeration characteristics for skimming flow along the pre-aerator stepped spillways

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出版历程

前置掺气坎阶梯溢洪道近壁掺气特性

1. 四川大学水力学与山区河流保护国家重点实验室, 四川成都 610065; 2. 中国水电顾问集团华东勘察设计院, 浙江杭州 310014

作者简介: 刘善均（1963- ），男，重庆人，教授，博士生导师，主要从事水工水力学方面研究。E-mail：drliushanjun@vip.sina.com

通讯作者: 张法星，E-mail：zhfx@scu.edu.cn

English Abstract

Aeration characteristics for skimming flow along the pre-aerator stepped spillways

1. State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China; 2. East China Investigation Design Institute under CHECC, Hangzhou 310014, China

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作者简介:
刘善均（1963- ），男，重庆人，教授，博士生导师，主要从事水工水力学方面研究。E-mail：drliushanjun@vip.sina.com

通讯作者:
张法星，E-mail：zhfx@scu.edu.cn

1. 四川大学水力学与山区河流保护国家重点实验室, 四川成都 610065;

2. 中国水电顾问集团华东勘察设计院, 浙江杭州 310014

作者简介:
刘善均（1963- ），男，重庆人，教授，博士生导师，主要从事水工水力学方面研究。E-mail：drliushanjun@vip.sina.com

1. State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China;

2. East China Investigation Design Institute under CHECC, Hangzhou 310014, China