大型溢洪道隧道（邻近极高拱坝）中空气补给的特点：基于原型观测与分析的研究

《ISH Journal of Hydraulic Engineering》：Characteristics of air replenishment in large spillway tunnel adjacent to extremely high arch dams: a study based on prototype observations and analysis

泄洪道空腔补给研究基于 Xiaowan 大坝原型观测，分析不同闸门开度下风速、补给系统特征及空气流量比例，发现补给量与开度呈线性关系，实测值是1:45模型2.75倍，全开时强制通风补给量、檐部余留空间带出空气量、自由表面补给量比例3:1:1，开度小于10.8米时出口出现逆流，需优化设计参数。

　　

摘要

本研究探讨了大型溢洪道隧道内的水动力学特性，尤其是在从加压状态转变为自由流动状态的过程中，这种转变使得空气补充的过程变得更加复杂。理论分析与实际空气补充量之间存在差异。本研究以小湾大坝（Xiaowan Dam）的溢洪道隧道为研究对象，该大坝是全球第二高的拱形大坝，高度为294.50米。通过测量风速、分析空气补充系统的特点以及在平衡通风条件下的空气补充比例，来研究空气补充特性。研究结果表明，空气补充量与闸门开启程度呈线性增长关系。实际测得的空气补充总量和强制通风总量是1:45比例模型实验所得数值的2.75倍。在闸门完全开启的情况下，溢洪道隧道内的进气流量、通风量以及出气流量达到平衡，强制通风量与顶部残余空间空气量以及自由表面通风量的比例约为3:1:1。当闸门开启程度小于10.8米时，隧道出口会出现逆流现象。类似项目的设计应完善相关关键参数。