第４１卷第３期２０２３年３月水电能源科学ＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＰｏｗｅｒＶｏｌ．４１Ｎｏ．３Ｍａｒ．２０２３ＤＯＩ：１０．２００４０／ｊ．ｃｎｋｉ．１０００－７７０９．２０２３．２０２２１７９０旋流竖井泄洪洞水力学特性及泥沙输移特性研究蔡豪锋１，张建民１，陈学艳２，王乃飞２，３，颜晶冉２，３，肖发新４，吴云峰４（１．四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，四川成都６１００６５；２．三峡生态环境投资有限公司，湖北宜昌４４３００４；３．长阳日新生态治理有限公司，湖北宜昌４４３５００；４．长阳土家族自治县水利和湖泊局，湖北宜昌４４３５００）摘要：基于ＲＮＧκ－ε双方程紊流模型并结合ＶＯＦ两相流模型，通过模型试验和数值模拟分析了双涡室旋流竖井流态、流速、压力、消能、空化和泥沙输移特性。结果表明，模拟结果与试验值吻合程度较好，涡室段通过掺气坎补气，掺气更加充分，降低了发生空蚀破坏可能性；实测消能率达到７５％以上，消能效果较好；不同粒径泥沙在不同流量下在竖井底部存在泥沙淤积，使得消力井深度减小，小流量运行时淤沙最高可达到消力井深度的７２％，但经过一次大洪水后泥沙被清空，淤沙高度降低为井深的１．６％，使旋流竖井保持有足够的消能水垫，不会影响其正常运行。在实际工程中，控制拦污栅大小，避免大颗粒泥沙进入泄洪洞导致拥堵，实践中可通过改变运行方式来控制消力井淤沙高度，使其有足够富裕的水垫深度来满足旋流竖井设计和正常运行要求。关键词：旋流竖井；泥沙输移特性；数值模拟；模型试验；消能中图分类号：ＴＶ１３５．２＋９文献标志码：Ａ文章编号：１０００－７７０９（２０２３）０３－０１１２－０５收稿日期：２０２２－０７－３０，修回日期：２０２２－０９－１４基金项目：国家自然科学基金重点项目（５２１３０９０４）作者简介：蔡豪锋（１９９８－），男，硕士研究生，研究方向为工程水力学，Ｅ－ｍｉａｌ：１０１８０５５０９５＠ｑｑ．ｃｏｍ通讯作者：张建民（１９７２－），男，博士、教授、博导，研究方向为水力学，Ｅ－ｍｉａｌ：４２４１２６５２４＠ｑｑ．ｃｏｍ1引言与传统消能工相比，旋流式消能工通过水流间形成的紊动、剪切和涡流进行强烈掺混消能，消耗大部分能量，具有结构简单、布置灵活、消能率高等特点，常用于导流洞改建为永久泄洪洞和市政排水工程中。旋流竖井泄洪时往往会伴随水流的冲刷、空化空蚀、急流冲击波...
