Page 100 - 2022年第53卷第6期

u/v out u/v out
4.0 2.75
3.5 2.50
3.0 2.25
2.5 2.00
1.72
2.0
1.50
1.5
1.25
1.0
1.00
0.5
0.75
0.0 0.50
-0.5 0.25
（a） 中孔扩散段1局部矢量图 （b） 中孔调整段局部矢量图
图5 进出水口中孔局部矢量图
u/v out =6
出流工况
拦污栅断面
H
D

扩散段2 扩散段1 调整段 防涡梁段
（a） 中孔

u/v out =4
出流工况
拦污栅断面

D H

调整段 防涡梁段
扩散段2 扩散段1
（b） 边孔
图6 进出水口沿程断面流速分布
于中部，随着水流逐渐扩散，扩散段1中间测线靠近顶板处出现反向流速，水流进入调整段时顶板处
流速较低，水流经调整段调整后，逆压梯度影响逐渐减弱，水流到达拦污栅断面时，测线流速分布
趋于对称；对于边孔，水流进入扩散段后各测线均未出现反向流速，至调整段断面时流速分布已趋
于对称。因此，调整段对中孔而言其调整作用更为明显。
4.1.2 拦污栅断面流速 为保证拦污栅安全，特别关注进出水口拦污栅断面流速分布。以往研究，
均是以时均流速来分析拦污栅断面流速，一般要求过栅平均流速不宜大于 1 m/s，断面流速不均匀系
数（最大流速/平均流速）宜小于 1.5，避免出现反向流速，其目的是减少拦污栅振动破坏的几率，保证
拦污栅的安全 ［18］ 。为此，试验利用声学多普勒测速技术（ADV）专门量测了拦污栅断面的流速分布，
记录了各测点的流速历时。
（1）时均流速分析。图 7 为出流工况不同淹没度下拦污栅断面时均流速分布，其中纵坐标为距底
板距离 y与孔口高度 H的比值，横坐标为流速值与孔口平均流速比值。从图中可以看出，淹没度的变
化对时均流速分布基本无影响；中孔流速分布主流靠近孔口中部，无反向流速，边孔流速分布较中
孔均匀。死水位条件下中孔流速不均匀系数1.31（最大流速/平均流速）；边孔流速不均匀系数1.10。
图 8 同时对比了死水位工况下 PIV 与 ADV 的实测结果，中孔及边孔 PIV 与 ADV 的量测结果基本
相同。
（2）脉动流速分析。利用ADV专门记录了断面各测点流速历时，并进行了统计分析。选取拦污栅
断面 8 个典型测点，其中测点 1—4 位于中孔拦污栅断面，测点 5—8 位于边孔拦污栅断面。图 9 为死
水位条件下典型测点的流速历时过程。可以看出中孔、边孔流速脉动值均很大，脉动流速值接近时
均值，甚至大于时均值，有别于脉动值较小且沿时均值上下波动的一般规律。例如，中孔测点3，最大

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