阶梯-深潭系统消能机理的实验研究

摘要：

阶梯-深潭系统能稳定河床、控制下切以及减小山洪泥石流灾害，其原因在于能高效消耗水流能量。通过野外实验，研究了不同流量下消能率变化规律，分析了水流沿阶梯-深潭能量转化过程，探讨了阶梯-深潭中能量的消耗机理。实验工况下（单宽流量5~210 L/s）阶梯-深潭具有很高的消能率（64%~91%），按部位其消能可分为阶梯消能和深潭消能，推导得到的消能率计算公式计算值和实测数据符合较好。在不同流量下阶梯消能方式因水流形态的改变有所不同，深潭消能可分为3个区域：水跃主流区、主流区两侧的两个大尺度漩涡区和主流区与周围区域交界的区域，它们的消能方式各有不同。当流量较小时，阶梯-深潭系统消能主要由阶梯段完成。流量增加后，阶梯段消能所占比例减小，深潭消能作用增强。

关键词：阶梯-深潭系统、消能机理、能量转化、消能率

分类号：TV143(水利工程基础科学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51179089；中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室开放基金资助20121457671；中国水利水电科学研究院科研专项防集1240

在线出版日期：2014-06-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：537-546