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，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)值計算物理模型物理模型試驗及原型觀測研究方法三種研究方法的利弊： 1.數(shù)值計算。數(shù)值計算所依據(jù)的理論模型較多，只能定性的描述。 2.物理模型。物理模型實驗?zāi)軐δ硡^(qū)域的霧化水流運動進行定量的描述，但費時費力，且因霧化水流前后各段性質(zhì)差異較大及兩項運動的復(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題。 3

2、.物理模型試驗及原型觀測：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)高速水流在空中運動時，由于水和空氣的粘滯作用，在水舌和空氣中形成兩個邊界層，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流速不斷加大，加速水舌摻氣和擴散，是水舌列成水束，并有水束裂散成水塊和水滴，隨著水舌的運動，進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、強暴雨區(qū)。強暴雨區(qū)分為濺水區(qū)和暴雨區(qū)。V級霧化降雨區(qū)：平均雨強（mm/h） 600.0，IV級霧化降雨區(qū)：平均雨強（mm/h）200.0 600.0，III級霧化降雨區(qū)：平均雨強（mm/h）50.0 200.0，II級霧化降雨區(qū)：平均雨強（mm/h）10.0 50

4、.0，I級霧化降雨區(qū)：平均雨強（mm/h）當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生泥石流的雨強，二灘為q40mm/h混凝土護坡，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q8mm/h能見度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 2.水位、流量 3.地形條件 4.氣候條件 5.溢洪道運用方式六、泄洪霧化對工程和環(huán)境的危害和影響新安江：1968年首次泄洪歷時116h,溢流時挑流水舌霧化成雨，使兩岸進出廠公路交通阻斷，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“機組被迫停機，發(fā)電損失約600萬元。柘溪，溢流壩差動鼻坎挑流，泄洪時摻氣水舌跌入河床后濺出大量水滴，形成較強濃霧，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，水舌跌落處泄流的雨霧使左岸100m高的山頭被暴雨澆淋，對岸岥穩(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)萬元增建備用線路。1、危害實例七、泄洪霧化原型觀測資料霧化的防護措施對于霧化防治措施，由于種種原因，國內(nèi)大多數(shù)工程在設(shè)計過程中未對泄洪霧化問題進行專門科學(xué)研究，因此只能根據(jù)國內(nèi)已建成的工程經(jīng)驗教訓(xùn)，進行適當(dāng)?shù)姆雷o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固，山頂浮石要徹底清除。 （2）電站、變