【水利水电】李想 教材精讲班教案 12-第1章-1.2-水利水电工程设计（九）.docxVIP

1.2.7水流形态及消能方式

1.2水利水电工程设计

1.2.1水利水电工程等级划分及工程特征水位（★★★）

1.2.2水利水电工程合理使用年限及耐久性（★★★）

1.2.3水工建筑物结构受力状况及主要设计方法（★）

1.2.4水利水电工程建筑材料的应用（★★★）

1.2.5水力荷载（★）

1.2.6渗流分析（★★）

1.2.7水流形态及消能方式（★）

考情分析：

单选题：2007(1)，2018(1)，2020(1)，2022(1)；

多选题：无；

案例题：无。

一、二建教材重复程度：0%。

教材内容：

1.水流形态

2.消能与防冲方式

导

入

：

导入：快速记忆以下这10个“流”字。

恒定流、非恒定流、均匀流、非均匀流、渐变流、急变流、层流、紊流、急流、缓流。

1.水流形态（1）恒定流与非恒定流

1）恒定流。运动要素（时均流速、时均压力、密度等）不随时间而改变。（2020(1)考点）

判断方式：某一过水断面不随时间改变。

2）非恒定流。运动要素随时间而改变的水流。

例题：2020(1)-4.水库水位和隧洞闸门开度保持不变时，隧洞中的水流为（）。

A.恒定流

B.均匀流

C.层流

D.缓流

答案：A

解析：当水库水位、隧洞闸门保持不变，隧洞中的水流的所有运动要素都不会随时间改变，即为恒定流。

1.水流形态2）均匀流与非均匀流

①均匀流。当水流的流线为相互平行的直线时的水流称为均匀流。

②非均匀流。当水流的流线不是相互平行的直线时的水流称为非均匀流。可将非均匀流分为：①渐变流、②急变流。

1.水流形态3）层流与紊流

（1）层流：互不混搀，该流动形态为层流。

（2）紊流：在流动过程中互相混搀，该流动形态为紊流。最为常见。

1.水流形态4）急流与缓流

（1）急流：当水流遇到障碍物时，不向上游传播。

（2）缓流：当水流遇到障碍物时，上游的水位壅高（向上游传播）。

李想记忆：急3缓2。

例题1：渐变流，属于（）。

A.恒定流

B.非恒定流

C.均匀流

D.非均匀流

E.急流

答案：AD

解析：

例题2：水流遇到障碍物时，障碍物对水流的干扰向上游传播（）。

A.层流B.紊流

C.急流D.缓流

答案：D

解析：

1.急流：当水流遇到障碍物时，不向上游传播。

2.缓流：当水流遇到障碍物时，上游的水位壅高（向上游传播）。

例题3：各流层的液体质点有条不紊地运动，该流动形态为（）。

A.层流

B.紊流

C.急流

D.缓流

答案：A

解析：

层流：互不混搀，该流动形态为层流。

紊流：在流动过程中互相混搀，该流动形态为紊流。

2.消能与防冲方式

2.消能与防冲1）底流消能（2018(1)、2022(1)考点）

高流速的主流在底部。

多用于低水头、大流量、地质条件较差的泄水建筑物。既适用于坚硬岩基，也适用于较软弱或节理裂隙较为发育的岩基。

例题：2022(1)-6.利用水跃消能的是（）。

A.底流消能

B.挑流消能

C.面流消能

D.消力戽消能

答案：A

解析：底流消能，是利用水跃消能，将泄水建筑物泄出的急流转变为缓流，以消除多余动能的消能方式。它主要是靠水跃产生的表面旋滚与底部主流间的强烈紊动、剪切和掺混作用。高流速的主流在底部。该法具有流态稳定、消能效果较好、对地质条件和尾水变幅适应性强以及水流雾化很小等优点，多用于低水头、大流量、地质条件较差的泄水建筑物。但护坦较长，土石方开挖量和混凝土方量较大，工程造价较高。为防止护坦受岩基约束产生温度裂缝，护坦面积大时应设置温度伸缩缝。缝内必须设置止水，防止高速水流由缝隙钻入护坦底部而产生脉动压力掀起护坦。水闸基本采用此种消能方式。

2.消能与防冲方式2）挑流消能

利用溢流坝下游设置挑流坎，把高速水流挑射到下游空中...///以消除能量。适用于坚硬岩基上的高、中坝。

2.消能与防冲方式3）面流消能（2007(1)考点）

高流速的主流位于表层。

适用于中、低水头工程尾水较深，流量变化范围较小，水位变幅较小，或有排冰、漂木要求的情况。

一般不需要作护坦。

2.消能与防冲方式4）消力戽消能

适用于尾水较深，流量变化范围较小，水位变幅较小，或有排冰、漂木要求的情况。一般不需要作护坦。

2.消能与防冲方式5）水垫消能

拱坝泄流采用坝顶泄流或孔口泄流方式时，利用下游水深形成的水垫来消耗水流能量。

2.消能与防冲方式