彎道河段下游泵站進(jìn)水前池流態(tài)及整流措施

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方案比選，這里采用工程中常用的典型“川”字形導(dǎo)流墩，將其布置在前池進(jìn)口處，導(dǎo)流墩為矩形，每個墩長4m、寬0.5m，概括布置如圖7所示。

3.1.2前池模擬結(jié)果與分析

圖8為采用“川”字形導(dǎo)流墩后前池流速分布處境，可以看出水流經(jīng)過導(dǎo)流墩的調(diào)整后，在其后側(cè)產(chǎn)生一小范圍回流，消減了水流的一片面能量，水流得以更為平順地進(jìn)入前池，右岸流速分布趨于平勻，流速范圍集中在0.8-1.1m/s。圖9為整流后前池表層流速及流線分布，可以看出，前池回流現(xiàn)象得到改善，位于2#水泵進(jìn)水口門前的回流區(qū)消散，但左岸1#水泵進(jìn)水口門前仍存在一較大范圍的回流區(qū)，寬度約5m，長度為前池進(jìn)口至泵站進(jìn)水口門，同時右岸3#水泵前的偏流現(xiàn)象并未見調(diào)整，斜向進(jìn)流狀況仍舊嚴(yán)重。

提取整流后斷面B的底、中、表層法向流速計算平勻度，見表1。通過比較整流前、后平勻度察覺，采用“川”字形導(dǎo)流墩整流措施后，表層流速平勻度提高了57%.中層與底層流速平勻度僅略有改善，總體而言，整流后泵站前池的流速分布平勻度變化不大，改善效果不夢想。

3.2復(fù)合式導(dǎo)流墩結(jié)合延長導(dǎo)流墻整流措施

在泵站前池布置典形的“川”字形導(dǎo)流墩能夠調(diào)整彎道來流方向，使前池水流流速分布趨于平勻，但總體平勻度提高較小，改善效果不佳，并且無法解決前池回流偏流的問題，未能使前池水流達(dá)成夢想狀態(tài)。在“川”字形導(dǎo)流墩的根基上，將矩形導(dǎo)流墩的頭部改為圓弧曲線，組成由直線段加曲線段的復(fù)合式導(dǎo)流墩，直線段長4m.圓弧半徑為0.25m，布置在前池進(jìn)口處，如圖10所示。傅宗甫等[10]研究說明，閘站結(jié)合部導(dǎo)流墻的長度對回流有很大的影響，在確定范圍內(nèi)，回流區(qū)隨導(dǎo)流墻長度的增大而逐步減小，故將導(dǎo)流墻的長度向上游延遲6m，輔佐消釋不良流態(tài)。

圖11為整流后泵站前池流速分布，由于導(dǎo)流墩頭部為圓弧曲線，不僅起到引導(dǎo)水流轉(zhuǎn)向的作用，而且給水流供給了一個作用在導(dǎo)流墩側(cè)繞流的向心力，形成向心加速度，因此產(chǎn)生了一個向內(nèi)旋轉(zhuǎn)的回流，有效地消耗了來流的一片面能量，減小流速，使水流能夠更加平緩地進(jìn)入前池。左岸的水流遇到導(dǎo)流墩后，提前轉(zhuǎn)向進(jìn)入前池，回流區(qū)得到來流的補(bǔ)充，范圍縮小，結(jié)合延長導(dǎo)流墻的作用.1#水泵進(jìn)水口門前的回流區(qū)根本消散。右岸水流依靠導(dǎo)流墩后產(chǎn)生的回流，流向得到了很好調(diào)整，偏流現(xiàn)象得到明顯改善.3#水泵進(jìn)水口門前斜向進(jìn)流處境根本消散：同時，水流流經(jīng)導(dǎo)流墩后消耗了一片面能量，進(jìn)入前池后的整體流速相比整流前小，大片面區(qū)域流速集中在0.7-1.1m/s。從圖12可以看出，整流后前池流線平勻平順，不存在明顯的回流與偏流，進(jìn)水流態(tài)良好。

比較整流前、后斷面B的底、中、表層法向流速平勻度（見表2）可見，整流后前池水流重新調(diào)整，前池底、中、表層流速平勻度都有了明顯提高，尤其是表層流速提高較多，泵站進(jìn)水條件有了較大改善。

4泵站來流條件分析

為了對比前池流態(tài)對泵站進(jìn)水流道的影響，取泵站進(jìn)水口門后2m斷面C（見圖13），分析各流道的速度等值線分布，同時計算各流道的法向流速平勻度。

圖14為整流前、后泵站各流道法向流速等值線分布，可知整流前大片面區(qū)域流速集中在-1.0--0.2m/s，整流后集中在-0.9-0.6m/s，斷面整體流速減小。整流前1#與3#流道主流偏向右側(cè)，整流后主流居中，偏流現(xiàn)象得到明顯改善。比較整流前、后的法向流速平勻度（見表3）可知，整流后1#與2#流道法向流速平勻度均提高了20%以上。總體上，采用復(fù)合式導(dǎo)流墩措施整流后泵站進(jìn)水條件得到極大地改善，水泵進(jìn)水流態(tài)良好，能夠得志樞紐高效運(yùn)行的要求。

5結(jié)論

（1）布置于彎道河段的閘站樞紐，由于彎道水流的滾動特性，水流進(jìn)入前池后未能實時轉(zhuǎn)向，因此泵站前池展現(xiàn)嚴(yán)重偏流和大尺度回流，前池及泵站流道水流流速分布不平勻，泵站進(jìn)水條件惡劣，不利于泵站的安好運(yùn)行。

（2）利用數(shù)值模擬軟件，初步模擬了彎道河段泵站前池的水流流態(tài)，并采用工程中常用的“川”字形導(dǎo)流墩與新型復(fù)合式導(dǎo)流墩改善流態(tài)，通過比較整流前后進(jìn)水前池的流態(tài)、流速、流線，定量分析了前池和泵站水流流速的平勻度，初步驗證了復(fù)合式導(dǎo)流墩整流措施能夠有效地消釋彎道河段泵站前池內(nèi)的回流、偏流等不良流態(tài)，提高流速分布平勻程度，保證