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第08卷 第7期 中国水运 V01．8 No．7 2008年 7月 ChinaWater 2008 Transport．duIY 泄洪雾化研究综述 杨智鸿1，王愈2 (1广东省航运规划设计院，广东广州510050；2长江科学院河流研究所，湖北武汉430010) 摘要：泄洪雾化是水汽两相流的水力学难题，因受地形、气象、下泄水流形态及其消能方式等各种因素的影响， 极为复杂。泄洪雾化的问题近二十年来才引起了人们重视的问题．尤其是大坝泄洪时产生的雾化，给水利枢纽及其 周围的环境带来很大的影响。因此，必须对其加以研究并采取合理的防护措施减小其危害。本文着重论述了泄洪雾 化的研究现状、现象及危害、影响因素、雾化分区、研究方法、防护措施。 关键词：泄洪雾化；影响因素；雨强分布；防治 中图分类号：TV652．2 文献标识码：A 一、泄洪雾化研究现状 三、泄洪雾化影响因素 对高坝泄洪雾化的研究，国外几乎未见资料报道，国内 泄洪雾化伴随着水利工程泄洪开始而产生，又因泄洪结 是在20世纪70年代末、80年代初才正式开始研究，雾化 束而消失。它的产生与消失受水力条件(水头、流速、流量 问题被列入国家科技重点发展规划中工程水力学的七大问题 等)、边界条件(消能工体型、下游地形条件等)、气象条件 之一，并被列入国家。七五”、。八五”科技攻关项目。目前， (风速、风向等)、运行条件(闸门开度、孔口运用组合等) 对于泄洪雾化的基本运动模式，国内基本达成共识，对于雾 等多种因素的影响，属于复杂的水——气二相流。水雾的强 化的主要雾源、雾化分级和分区有了较为明确的认识和初步 弱与运动范围，既取决于泄洪水力条件、边界条件，又受地 界定，有关文献根据系列模型试验和原型观测结果研究和分 形条件、气象条件等因素影响，情况很复杂。影响泄洪雾化 析模型模拟水流雾化的可行性，并通过对比分析，建立了比 的因素主要有： 较简单的模型律。泄洪雾化的研究方法主要有3种：原型观 (1)上、下游水位差z。它影响水舌在挑坎处的初速和 测、物理模型试验和数值计算。近年来，人工神经网络方法 入水流速。随着z的增大．雾化越发严重。白山水电站随着 在水利学科领域得到了广泛应用。 库水位上升，中孔坎上水头从15m上升到66m，相应地出 二、雾化现象及其危害 水电工程泄水建筑物泄洪时，下泄水流一般呈现急流或 挑射流状态，由于水流内部紊动和周围空气阻力的影响，射 ／8，造成了破坏性的后果。 流水股表面产生波纹，并掺气、扩散，部分水体失稳、脱离 (2)泄流流量Q。上、下游落差相同时，Q越大，能 水流主体，碎裂成水滴，其中大粒径水滴降落形成雨(抛洒 量越多，雾化越严重。乌江渡水电站在坝下80m处的同一测 降雨)，小粒径水滴漂浮在空中成为雾；随后，掺气射流落入 点测得，坝上溢流泄洪道开启4孔的降水强度是开启单孔的 下游河床内，与下游水体相互碰撞，产生喷溅，飞溅出的水 4倍。 ． 体受到重力、空气阻力和坝后风速场的影响，斜向抛射并在 (3)挑坎高程。当上、下游水位差相同时，挑坎高程低 射流入水点附近区域内降落，形成溅激斜抛降雨(溅雨)，喷 者，水舌流速高、紊动度大、掺气剧烈，雾化严重。 溅过程中产生的大量小粒径水滴漂浮在空中形成浓雾，雾谪 (4)挑坎型式。挑坎出流型式较多，如连续式、差动式、 受到坝后风速场的影响，不断扩散、飘逸形成雾流，雾流向 扭曲式、双曲式、窄缝式、宽尾墩、加