Page 103 - 2022年第53卷第6期

u/v in =4.8 进流工况

扩散段2 扩散段1 调整段 防涡梁段
（a）中孔

u/v in =4.8 进流工况

扩散段2 扩散段1 调整段 防涡梁段
（b）边孔
图13 典型断面时均流速分布
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、边孔流速分布规律基本相同，边孔流速略大于中孔流速。
图 15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。
1.0 1.0 1.0 1.0
死水位 死水位 ADV-试验 ADV-试验
正常蓄水位 正常蓄水位 PIV-试验 PIV-试验
0.8 0.8 0.8 0.8
0.6 0.6 0.6 0.6
y/H y/H y/H
0.4 0.4 0.4 y/H 0.4
0.2 0.2
0.2 0.2 边孔
中孔 边孔 中孔
0.0 0.0
0.0 0.0 0 1 2 3
0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3
u/v in
u/v in
u/v in u/v in
图14 不同淹没度下拦污栅断面时均流速分布 图15 拦污栅断面时均流速分布
（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 16为死
水位条件下，典型测点的流速历时过程。可以看出中孔、边孔流速脉动值较小，与脉动值较小且围
绕时均值上下波动的基本规律相符。例如，中孔测点3，最大脉动流速为0.48 v ，时均流速为1.04 v ，最
in
in
大脉动流速与时均流速的比值为0.46（0.48 v /1.04 v ），即最大脉动流速是时均流速的0.46倍，这里v
in in in
为孔口平均流速。
图 17 对比了不同淹没度下拦污栅断面各测点紊动强度的变化。从图中可看出，淹没度的变化对
紊动强度基本无影响；中孔、边孔脉动幅度均较小，边孔紊动强度略大于中孔，中孔、边孔各测点
脉动流速值均小于时均值。其中死水位条件下，中孔测点平均紊动强度 0.10，边孔测点平均紊动强
度为0.11。因此，中、边孔测点紊动强度略高于一般明渠水流0.5倍水深位置处的紊动强度。
4.3 讨论 试验结果表明，出流工况水流条件较进流工况更为复杂。进流工况，水流呈现收缩态，

水流流速逐渐增大，拦污栅断面水流紊动强度较小，符合脉动值较小且绕时均值上下波动的一般规
律。出流工况，水流呈现扩散态，水流流速逐渐减小，拦污栅断面水流紊动强度高，脉动流速很大，
有别于对脉动流速的一般认知规律。对于出流工况，即水流自输水隧洞进入进出水口，依次经过扩
散段、调整段、防涡梁段，进出水口体型在平面和竖向上均有扩散，属三维扩散结构。水流沿程逐

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