高速水流的霧化1

1、泄洪水流的霧化目錄1.泄洪霧化水流概述2.泄洪霧化水流3.泄洪霧化水流的危害和防治 所謂的泄洪霧化，指的是水利樞紐高速泄洪時(shí)，由于水流與空氣或邊界的相互作用而形成的霧化水流，受泄洪建筑物的布置、泄流條件、氣象條件及下游地形條件等的綜合影響，在水利樞紐附近一定范圍內(nèi)所形成的一種密集雨霧現(xiàn)象數(shù)值計(jì)算物理模型物理模型試驗(yàn)及原型觀測(cè)研究方法三種研究方法的利弊： 1.數(shù)值計(jì)算。數(shù)值計(jì)算所依據(jù)的理論模型較多，只能定性的描述。 2.物理模型。物理模型實(shí)驗(yàn)?zāi)軐?duì)某區(qū)域的霧化水流運(yùn)動(dòng)進(jìn)行定量的描述，但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且因霧化水流前后各段性質(zhì)差異較大及兩項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性，在模型率的選擇及縮尺效應(yīng)的估算等方面仍存在問(wèn)題。 3

2、.物理模型試驗(yàn)及原型觀測(cè)：在資料的完備性及資料精度方面仍有許多工作要做，此外，要將某一工程的霧化水流原型觀測(cè)資料直接引申到另一工程，也很難做到水流條件、地形條件及氣候條件的完全相似。一、挑流霧化的形成 從溢流壩或深孔下泄的水流，經(jīng)鼻坎的挑射作用，將水舌拋向空中，當(dāng)高速水流在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于水和空氣的粘滯作用，在水舌和空氣中形成兩個(gè)邊界層，并在水汽邊界形成大小漩渦，當(dāng)水舌的邊界層交匯后，這些漩渦體勢(shì)必發(fā)生混摻和交換，從而散裂成更小的漩渦，漩渦與周邊流體間的脈動(dòng)流速不斷加大，加速水舌摻氣和擴(kuò)散，是水舌列成水束，并有水束裂散成水塊和水滴，隨著水舌的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步裂成更小的水滴和水汽。其中大直徑的水滴降

3、落到地面形成降雨，小直徑的水滴和水汽飄逸在空中形成霧。鼻坎挑射，將水舌拋向空中形成漩渦，漩渦加速水舌的摻氣和擴(kuò)散水束裂散成水滴和水汽二、挑流霧化水流的特征 當(dāng)水流從挑坎挑出后，因水舌入水時(shí)的濺水而形成霧化水流。挑流霧化水流可以分為三段： 1、水舌區(qū)。水舌摻氣段是具有連續(xù)液體特征的水舌表面失去穩(wěn)定性，空氣被卷入而摻氣的水氣兩相流。 2、強(qiáng)暴雨區(qū)。強(qiáng)暴雨區(qū)分為濺水區(qū)和暴雨區(qū)。V級(jí)霧化降雨區(qū)：平均雨強(qiáng)（mm/h） 600.0，IV級(jí)霧化降雨區(qū)：平均雨強(qiáng)（mm/h）200.0 600.0，III級(jí)霧化降雨區(qū)：平均雨強(qiáng)（mm/h）50.0 200.0，II級(jí)霧化降雨區(qū)：平均雨強(qiáng)（mm/h）10.0 50

4、.0，I級(jí)霧化降雨區(qū)：平均雨強(qiáng)（mm/h）當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生泥石流的雨強(qiáng)，二灘為q40mm/h混凝土護(hù)坡，設(shè)馬道，排水溝三濃霧暴雨區(qū)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生泥石流的雨強(qiáng)q8mm/h能見(jiàn)度10m以內(nèi)噴錨混凝土，設(shè)馬道，排水溝四薄霧暴雨區(qū)q10m影響泄洪霧化的因子 1.泄洪歷時(shí) 2.水位、流量 3.地形條件 4.氣候條件 5.溢洪道運(yùn)用方式六、泄洪霧化對(duì)工程和環(huán)境的危害和影響新安江：1968年首次泄洪歷時(shí)116h,溢流時(shí)挑流水舌霧化成雨，使兩岸進(jìn)出廠公路交通阻斷，下游交通大橋行車不便。1983年6月和7月兩次泄洪，歷時(shí)339.4h和103.4h，因霧化降雨，使壩下100m處高程70m的220v變壓器站2跨產(chǎn)生跳閘，1“、2

5、“、5“和6“機(jī)組被迫停機(jī)，發(fā)電損失約600萬(wàn)元。柘溪，溢流壩差動(dòng)鼻坎挑流，泄洪時(shí)摻氣水舌跌入河床后濺出大量水滴，形成較強(qiáng)濃霧，在水舌入水處下游200300m，高約150m范圍，霧化布滿廠房左側(cè)河谷，無(wú)法透視。使左岸部分辦公大樓和生活區(qū)處于霧化區(qū)，至使辦公大樓被迫搬遷。黃龍灘：左岸引水式廠房，溢流壩采用差動(dòng)鼻坎，深孔采用連續(xù)鼻坎。1980年6月，由于水流霧化，形成大量密集水霧，在廠房上方形成傾盆大雨，造成廠房被淹，發(fā)電機(jī)層水深3.9m，高壓線短路，停電19天，損失電量2億kw。h，使交通通訊中斷和居民和職工部分住房倒塌。劉家峽：河床壩后式廠房，設(shè)有泄水道、溢洪道、泄洪洞和排沙洞。當(dāng)右岸泄洪道泄洪時(shí)，水舌跌落處泄流的雨霧使左岸100m高的山頭被暴雨澆淋，對(duì)岸岥穩(wěn)定有一定影響。由于泄洪霧化，至1987年調(diào)查之前造成輸電線路跳閘事故13次之多，寒冷季節(jié)輸電鐵塔結(jié)冰，線路被迫停止送電，為保證正常送電，耗子數(shù)萬(wàn)元增建備用線路。1、危害實(shí)例七、泄洪霧化原型觀測(cè)資料霧化的防護(hù)措施對(duì)于霧化防治措施，由于種種原因，國(guó)內(nèi)大多數(shù)工程在設(shè)計(jì)過(guò)程中未對(duì)泄洪霧化問(wèn)題進(jìn)行專門科學(xué)研究，因此只能根據(jù)國(guó)內(nèi)已建成的工程經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)和調(diào)整，下面主要以隔河巖為例。 （1）消力池邊墻頂面以上的開挖邊坡應(yīng)有足夠的坡度，岸剪裂隙發(fā)育部位宜采用噴錨護(hù)固，山頂浮石要徹底清除。 （2）電站、變