溢洪道隔墙动水荷载特性优化分析

溢洪道是一种常见的泄水建筑物，用于宣泄规划库容所不能容纳的洪水，防止洪水满溢坝顶，溢洪道有较大的超泄能力，同时运行较为方便。直线型溢洪道具有体型简单、流态稳定、布置形式较为成熟的优点，所以在实际工程中被广泛采用，其体型布置一般包括引渠段、控制段、泄槽段以及挑流段等。

以糯扎渡水电站整体及溢洪道水垫塘护岸不护底水工模型实验[11]为例，说明作用在直线型溢洪道隔墙上的动水荷载特性。试验结果表明，不同工况下泄槽段水流处于急流状态，高速水流诱发空蚀的可能较大，该段水流自掺气发展可能不充分。闸门全开时，作用于泄槽隔墙上的压力分布沿程均为正压。从频域角度来看，隔墙上的脉动压强是低频脉动，各工况脉动主频均小于1Hz。影响作用于隔墙上的动水荷载的因素较多，在溢洪道泄流能力满足的情况下，进水口水流是否平稳、泄流是否稳定是因素之一，而溢洪道堰面流速过大或流速不均匀，则容易造成堰面冲刷、空蚀或振动过大，从而冲刷隔墙或边墙，不利于泄流的安全与稳定。

文献[12]研究表明：在溢洪道泄槽的渥奇曲线段和反弧段及其附近，压强不再呈静水压强分布，在渥奇曲线段由于离心力和重力方向相反，压力减小；在反弧段，离心力和重力方向相反，压力增大，在泄槽的其他部分，压力基本呈静水压强分布。因此，在渥奇曲线段和反弧段，水面线受轻微影响，在渥奇曲线段水面略下降，在反弧段水面稍有上升，水面在有些地方的波动是由于进口处闸墩侧收缩和闸门槽对水流的扰动而形成的冲击波造成的。(www.xing528.com)

泄槽段内水流属于急变强分离、掺混型水流，常会出现水流冲击波、掺气及空化空蚀等水力现象，这将引起溢洪道隔墙的振动。建议在运行中按照设计要求同时敞开双槽或多槽运行，尽量避免单槽运行，以避免产生不良流态和增加振动。