旋流竖井泄洪洞水力学特性及泥沙输移特性研究

作者：蔡豪锋; 张建民^*; 陈学艳; 王乃飞; 颜晶冉; 肖发新; 吴云峰

来源：水电能源科学, 2023, 41(03): 112-116.

DOI：10.20040/j.cnki.1000-7709.2023.20221790

• 旋流竖井
• 泥沙输移特性
• 数值模拟
• 模型试验
• 消能

基于RNGκ-ε双方程紊流模型并结合VOF两相流模型，通过模型试验和数值模拟分析了双涡室旋流竖井流态、流速、压力、消能、空化和泥沙输移特性。结果表明，模拟结果与试验值吻合程度较好，涡室段通过掺气坎补气，掺气更加充分，降低了发生空蚀破坏可能性；实测消能率达到75%以上，消能效果较好；不同粒径泥沙在不同流量下在竖井底部存在泥沙淤积，使得消力井深度减小，小流量运行时淤沙最高可达到消力井深度的72%,但经过一次大洪水后泥沙被清空，淤沙高度降低为井深的1.6%,使旋流竖井保持有足够的消能水垫，不会影响其正常运行。在实际工程中，控制拦污栅大小，避免大颗粒泥沙进入泄洪洞导致拥堵，实践中可通过改变运行方式来控制消力井淤沙高度，使其有足够富裕的水垫深度来满足旋流竖井设计和正常运行要求。

• 单位
  四川大学; 水力学与山区河流开发保护国家重点实验室