淺析隧洞弧形閘門水流收縮性的影響因素

     水力弧形閘門具有啟閉輕、流態好、易于控制等優點，在明渠和隧洞的泄洪水流控制中應用廣泛.由于 弧形閫門上游水流的過水斷面通常呈收縮狀態，水流的慣性作用導致閘門下游附近形成最小收縮斷面.從水流運動的特點來看，弧形閘門水流屬于孔口出流，孔口形式可分為側壁孔口、底部孔口、平底孔口等，不同形式孔口的水流收縮和過流特性有較大區別.實際上，閘門上下游邊界、水力 運行條件等也會影響閘門的流態和過流能力，因此， 在設計和研究中難以形成統一的標準.

     與常規的明渠弧形閘門和平板閘門的水流收縮 特性相比，隧洞尾部帶加壓板弧形閘門的單向收縮 特性和過流特性較為復雜.為了分析隧洞尾部帶加 壓板形式的弧形閘門的水流收縮特性，本文采用模 型試驗、量綱分析和數據擬合相結合的方法，對側壁和底板無收縮情況下，弧形閘門出口水流特性和垂 向收縮特性進行研究，揭示了收縮系數與開度、水位之間的關系.研究表明，弧形閘門的收縮特性對閘門的過流能力和開度控制具有重要影響.常規的孔口 出流收縮系數約為0.6-0.65，它是水流在2個方向上的二維收縮的綜合結果，而壓力隧洞尾部帶 加壓板的弧形閘門的出閘水流只是發生垂向上的一 維收縮，這種壓力隧洞尾部弧形閘門的出閘水流的收縮系數約為0.80.

     當開度較小時，有壓輸水隧洞弧形閘門出口水流收縮系數隨著開度的增加而減小，在弧形閘門開度不變的情況下，收縮系數隨上游水位增加有增加的趨勢，壓力隧洞弧形閘門收縮系數比相關的孑L口出流和明渠弧形閘門收縮系數大。