山區(qū)河流中低水頭壩下局部沖刷深度公式及應(yīng)用.pdf

1、隨著我國(guó)攔河閘壩工程的日益增多，由修建水電工程所引起的安全問(wèn)題也越發(fā)得到關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計(jì)，水毀是威脅水工建筑物安全的主要原因，而壩下局部沖刷是引起水毀的重要因素。在中低水頭的水電樞紐中，上下游水位存在一定的水位差，致使下泄水流往往具有很大的流速，并且攜帶了較大的能量。如果這些巨大的能量得不到消散，就會(huì)對(duì)下游河床、河岸進(jìn)行沖刷，而下游河段的覆蓋層大多也是沖積形成，抗沖能力較差，河床容易沖刷成坑，當(dāng)這些沖刷坑的位置距離水工建筑物較近，且坑深較大

2、時(shí)，就可能會(huì)對(duì)閘壩工程產(chǎn)生破壞作用，嚴(yán)重影響水工建筑物的使用壽命。因此，設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行水電樞紐工程的設(shè)計(jì)時(shí)，準(zhǔn)確的預(yù)知壩下局部沖刷的深度，合理布置水工建筑物的結(jié)構(gòu)與埋深，將大大減小樞紐運(yùn)行后水毀的風(fēng)險(xiǎn)。
　　現(xiàn)如今計(jì)算壩下局部沖刷深度的公式往往針對(duì)某一特定的樞紐工程進(jìn)行推導(dǎo)，或是僅考慮一兩個(gè)主要因素，可有效預(yù)測(cè)沖刷深度的公式較少，特別是針對(duì)采用底流消能的中低水頭的壩下沖刷研究更少。因此，為了保障水工建筑物的安全，有必要開(kāi)展山區(qū)河流

3、中低水頭壩下局部沖刷深度的進(jìn)一步研究。本文主要針對(duì)壩下局部沖刷，采用理論分析與物理模型相結(jié)合的方法，取得了以下成果:
　　(1)通過(guò)參考前人對(duì)壩下局部沖刷問(wèn)題的研究，確定中低水頭壩下局部沖刷深度的主要影響因素，采用因次分析的方法建立壩下局部沖刷深度的新公式。同時(shí)收集大量的模型試驗(yàn)沖刷資料，利用多元線(xiàn)性回歸分析結(jié)合最小二乘法，對(duì)沖刷資料進(jìn)行擬合，確定新推導(dǎo)公式各影響因子的物理量。
　　(2)通過(guò)多個(gè)模型試驗(yàn)的沖刷資料對(duì)新推導(dǎo)公

4、式進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)利用沙塔克利公式、水閘設(shè)計(jì)規(guī)范公式、毛昶熙公式、崗恰羅夫-羅欣斯基與推導(dǎo)公式進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證表明新推導(dǎo)公式相比一些現(xiàn)有公式可靠性更高。
　　(3)根據(jù)潼南樞紐與利澤樞紐優(yōu)化后的方案，進(jìn)行壩下局部動(dòng)床沖刷試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行較為詳細(xì)的分析。
　　(4)將驗(yàn)證后推導(dǎo)公式與現(xiàn)有常用的沖刷深度公式同時(shí)應(yīng)用于計(jì)算潼南樞紐與利澤樞紐的壩下局部沖刷深度，并利用模型試驗(yàn)成果進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明:新的推導(dǎo)公式精度相對(duì)較高，并且