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浅谈水闸下游冲刷及对策措施 浅谈水闸下游冲刷及对策措施 福建省大田县水利局 许新民 [摘要] 该文分析了产生水闸下游冲刷破坏的流态及原因， 提出了防止和解决冲刷问题的对策。 [关键词] 水闸下游 水跃 冲刷原因 对策 中小型水闸下游发生冲刷破坏极为普遍， 有的护坦、 (1)翼墙扩散角过大，回流没有消除，冲刷坑沿回流与 海漫受到破坏，特别是两岸边坡冲刷更为严重，甚至导致 主流交界的部位发展，该处单宽流量集中，流速较大。海漫 建筑物损毁。直接影响着水闸运行安全。因此，针对不同 长度，根据经验公式计算值一般又较短，未能延伸至回流区 情况，采取有效措施防止水闸下游冲刷破坏。 末端，这时的海漫容易遭受冲刷破坏。 1 水闸下游水流流态及破坏现象 (2)消力池过浅，水跃不完全，甚至急流冲出消力池， 水闸下泄水流具有单宽流量大、能量集中的特点，有很 发生远驱式水跃，或者消力池尾槛过高，槛后的水面跃差过 强的冲刷能力。因此，常采用底流消能方式与下游水流衔接， 大，以致消力池后的砌石海漫被冲毁．这种情况不外乎两种错 由于各种原因水闸下游常遇到冲刷，流态各异，变化复杂。 误估计而引起：一是对闸的泄量估计不足，实际泄水量远大于 水闸在使用中上下游水位变化较大，闸下出流为急流， 消能防冲工程的设计流量；--是闸下游设计尾水位的选定缺 在与下游缓流衔接中，以水跃的型式出现， 故采取工程措 乏实际资料依据，实际尾水位远低于设计尾水位。这类冲刷 施使水跃在预定的工程措施处发生，利用水跃本身的水流紊 在江河两岸排水闸上最为多见。 乱、旋滚、掺气、碰撞消耗能量。水跃的形态不同，对消耗 (3)消力池结构单薄，强度不足而遭冲毁，多半是对消 能量的大小影响很大。当下游水位变化、水深过浅，不足以 力池的受力条件缺乏正确的分析和足够的估计。例如消力池 使收缩断面处发生水跃时，下泄水流把水跃推向下游，水跃 底的脉动压力，池底因跃前水面凹陷而产生上下压力差，消 前有一段水流仍处于急流状态；或者池深、池长不够，使水跃 力齿、消力槛上的冲击力，均无法精确计算，常根据现有工 跃出池外。对下游引起不规则的波浪，并造成很大的冲刷。 程的经验用类比方法确定，如果类比条件不完成一致，就会 水流情况对护坦、海漫及下游河(渠)床岸坡都造成冲刷影响， 出现不同程度的事故。在消能防冲设计过程中，一定要全面 消力池底板末端淘空，海漫段造成冲坑，形成倒坡。 考虑过闸后水的流态变化特性，以及外界条件变化对水流态 在水闸使用中水流在闸出口处流向骤然改变，流向一侧 的影响。同时，还要多借鉴一些优秀设计中消能防冲部分的 使流量集中，形成较大的回流区，旁侧回流区水流挤进主流 成功经验，消除设计中的缺陷，防止下游发生冲刷破坏。 区，造成主流收缩，使主流柬窄；有的边界突然扩大，水流脱 如某市某桥闸作为福建省规模较大的大型水闸，设计洪 离边界，也形成回流区；水流出流扩散的不对称，两边水流有 水标准仅十五年一遇，离现行的五十年一遇洪水标准甚远， 微小差别，使主流不是均匀地对称向两面溢流，而是间歇地 因此原消能工程尺寸偏小，设计消能防冲措施不健全；如未设 左右摆动，蜿蜒前进，上述流态均为折冲水流，它的冲刷能 置足够长的海漫，海漫末端没有加固措施，比如防冲槽或板 力很强，造成局部冲刷破坏，特别是在主流冲刷和回流淘刷 桩截墙，以及翼徉与下游河床衔接不流畅等。引起消能措施 区域交替地出现，在下游翼墙，翼墙与下游护坡连接局部地 破坏，形成大面积冲刷坑，危及水闸安全。 段，护坦末端、海漫末端等出现淘空、坍陷、倾斜、护坡坍 2．1．2 对低弗劳德数波状水跃的不稳定水跃危害认识 滑、冲坑等破坏现象ll】