收稿日期:2005-05-10
作者简介:段红东(1959-),男,江西人,教授级高级工程师,主要从事水利水电工程规划及水力学与河流动力学研究.
基金项目:国家自然科学基金资助项目(50279033).
文章编号:1671-8844(2005)05-011-04
雾化水流溅水区降雨强度分布探讨
段红东
1
,刘士和
2
,罗秋实
2
,黄 伟
2
(1 . 水利部水利水电规划设计总院,北京 100011;2 . 武汉大学水利水电学院,湖北 武汉 430072)
摘要
:雾化水流是泄水建筑物泄流时所形成的一种非自然的两相水流运动,其对水利水电工程的潜在威胁很
大,雾化水流的溅水区则因其高降雨强度而成为对工程潜在危害最大的区域 . 对溅水区内雾化水流的降雨强度
分布进行了试验研究,并探讨了对溅水区内降雨强度分布进行随机模拟的可能性.
关键词
:雾化水流;溅水;随机模拟
中图分类号
:TV 13
文献标识码:
A
Rain intensity distribution in splash region of atomized flow
DUAN Hong-dong
1
,LIU Shi-he
2
,LUO Qiu-shi
2
,HUANG Wei
2
(1 . Water Resources and H ydropower Planning and Design General Institute,MWR,Beijing 100011,China;
2 . Scho ol of Water Resources and Hydropower,Wuhan U niversity,W uhan 430072,China)
Abstract:Atomized flow is an unnatural two-phase flow produced while water discharges at water re-
lease structures. This flow might threaten the normal operation of hydraulic and hydroelectric engineer-
ing o wing to unnatural and high-density rain as well as unnatural and dirty mist;and the splash region is
the region with highest rain intensity,thence much attention should be paid to during the design and op-
eration of hydraulic and hydroelectric engineerings . In this paper rain intensity distribution in splash re-
gion of the atomized flow is investigated experimentally;and the method o f random simulation is used t o
predict the rain intensity distribution in the splash region .
Key words:atomized flow;splash;random simulation
1 概 述
我国大型水利枢纽工程多在狭窄河谷地区修
建,水头一般都比较高 . 在泄流过程中,挑流水舌表
面掺气强烈,在挑流水舌与下游水面碰撞时,水舌
外缘的碎裂水块因水体的压弹效应不能完全进入
下游水体中,其中的大部分将以溅抛的形式向四周
抛射,形成雾化水流的溅水区
[1]
. 溅水区的雾流降
雨强度非常大,有的工程泄流时实测到溅水区的雨
量
[2 ]
超过 700 m m / h,其对下游两岸边坡的稳定直
接构成威胁,并有可能影响到下游建筑物的正常运
行 . 有鉴于此,人们曾对溅水区开展过众多的研究,
例如:李奇伟
[3 ]
曾将溅激水块近似看成是弹性刚
体,并对其在一定的水舌风作用下做斜抛运动所形
成的溅水区范围进行过探讨;随后,王翔
[4 ]
对溅水
区范围进行了进一步的修正;刘永川
[5]
的研究成果
表明,在水舌入水区后确实存在稳定的溅水区,且
其溅水范围可近似用李奇伟
[3]
所建议的计算式进
行估算,我们
[6 ]
通过对水滴与水面的碰撞及溅抛水
滴运动的理论分析,从工程应用的角度出发,也对
溅水区范围的计算进行过探讨 . 虽然人们已对雾化
水流的溅水区做过不少工作,但此类工作主要集中