30°分水角明渠水流紊动特性试验研究

灌区分水口多为直角，附近普遍存在冲刷、淤积及结构破坏现象。天然河流分、汇流多为锐角，为探索非直角分水口区域明渠水流紊动特性，以30°分水角明渠为研究对象，采用声学多普勒点式流速仪测量各断面上的三维瞬时流速，分析典型断面上的时均流速、环流强度、紊动强度、紊动能和床面剪切应力分布规律。试验结果显示：分水口处水流横向流速沿渠宽方向变化较大，易形成环流，导致局部冲淤现象明显；靠近口门侧水流紊动强度变化剧烈且分布无规律，最大值出现在口门上唇断面；分水口处下层水体紊动能明显大于上层水体，紊动能较大值多集中在口门附近；口门断面下唇附近床面剪切应力较大，易出现冲刷侵蚀，破坏渠道稳定；与直角分水口相比，分水角为30°时，泥沙颗粒不易进入侧渠道，水流对渠底及边壁侵蚀速率较低。研究结果可为灌区渠系设计及运行提供参考。