幾種典型水工建筑物進(jìn)水口消渦措施試驗(yàn)研究

段文剛，黃國兵，張 暉，李 利

（長江科學(xué)院水力學(xué)研究所，武漢 430010）

幾種典型水工建筑物進(jìn)水口消渦措施試驗(yàn)研究

段文剛，黃國兵，張 暉，李 利

（長江科學(xué)院水力學(xué)研究所，武漢 430010）

為探索水工建筑物進(jìn)口的消渦措施，以系列水工模型試驗(yàn)為研究手段，分別從電站、導(dǎo)流洞、渠道倒虹吸和河道倒虹吸等典型水工建筑物進(jìn)水口漩渦形成的誘因與工程實(shí)例著手，介紹了消除漩渦的試驗(yàn)過程。進(jìn)水口前立軸漩渦形成的誘因較為復(fù)雜，對于平面回流、不對稱進(jìn)流和側(cè)向進(jìn)流等不利流態(tài)引發(fā)的立軸漩渦，可布設(shè)浮堤破除回流（如導(dǎo)流洞）或加高進(jìn)口兩側(cè)翼墻阻斷橫向水流（如河道倒虹吸），進(jìn)而達(dá)到消減漩渦的目的；對于進(jìn)口前水流條件較好，而由進(jìn)口體型導(dǎo)致的立軸漩渦（如渠道倒虹吸），將進(jìn)口頂部橢圓曲線（或圓?。┘哟笄悬c(diǎn)上移至最高運(yùn)行水位附近或?qū)⒇Q直胸墻調(diào)整為向上游傾斜狀，可起到擠壓漩渦區(qū)的作用，引導(dǎo)水流平順下泄，達(dá)到消減漩渦的功效。

水力學(xué)；漩渦；進(jìn)水口；試驗(yàn)研究；消渦措施

1 概 述

水工建筑物有壓式進(jìn)水口前形成的立軸漩渦，是較常見的水力現(xiàn)象。漩渦形成的因素很多，主要有進(jìn)水口來流的邊界條件（如不對稱來流邊界、側(cè)向進(jìn)流）、進(jìn)水口的水力要素（如淹沒深度、流速）和進(jìn)水口體型等。根據(jù)漩渦的形態(tài)和強(qiáng)度，可定性地分為不吸氣漩渦、間歇性吸氣漩渦和貫通式漩渦等3大類，應(yīng)按其發(fā)生的水工建筑物進(jìn)水口類別區(qū)別對待漩渦（消減或引導(dǎo)），一般可做如下描述和評價(jià)（見圖1）。①不吸氣漩渦（A型）：水面輕微凹陷，基本不吸氣，偶爾串入個(gè)別氣泡，對建筑物安全運(yùn)用無影響；②間歇性吸氣漩渦（B型）：水面下凹較深，形成帶有尾部的立軸漩渦，間歇性將成串氣泡帶入，應(yīng)盡量避免；③貫通式漩渦（C型）：又可分為間歇串通漩渦和穩(wěn)定串通漩渦，漩渦充分發(fā)展，尾部經(jīng)常吸氣，存在貫通連續(xù)的空氣進(jìn)入通道，形成挾氣渦流帶，易形成氣囊，應(yīng)禁止［1－9］。

本文結(jié)合作者近幾年的工程科研任務(wù)，分別從電站、導(dǎo)流洞、渠道倒虹吸和河道倒虹吸等典型水工建筑物進(jìn)水口漩渦形成與消減的工程研究實(shí)例著手，介紹了消除漩渦的試驗(yàn)過程，具有較高的工程實(shí)用價(jià)值。

圖1 進(jìn)水口漩渦形態(tài)示意圖Fig.1 Sketch of intakes vortex

2 電站進(jìn)水口

某工程地下電站引水口地處右岸凹塘，與右岸電廠相毗鄰，布置6臺(tái)機(jī)組，自左至右編號(hào)為1＃－6＃，總裝機(jī)容量420萬kW。單機(jī)流量為960 m3／s，壓力管道內(nèi)徑為13.5 m，管內(nèi)流速6.7 m／s。電站進(jìn)水口由引渠、攔污柵結(jié)構(gòu)、進(jìn)口段、閘門段和漸變段組成（見圖2）。原隔離右岸電廠與地下電站的偏巖子山體，施工中已部分開挖形成連通道，使右岸電廠前緣與地下電站前緣連通。連通道底部高程140m，最小寬度162m。地下電站引水受主河道河勢及進(jìn)口前緣周邊地形影響，形成正向和側(cè)向混合進(jìn)流，主流繞鳳凰山外側(cè)而過，流線彎折迂回，最后由引渠匯入；另一部分水流自連通道側(cè)向匯入。進(jìn)水口上游右側(cè)大片水域呈微弱回流區(qū)，引渠內(nèi)也呈回流流態(tài)，且回流強(qiáng)度略大，地下電站引水流態(tài)見圖3。

2.1 進(jìn)口流態(tài)與漩渦特性分析

為探索進(jìn)口前局部流態(tài)和漩渦特性，試驗(yàn)時(shí)將進(jìn)口前攔污柵結(jié)構(gòu)體拆除，觀測其典型運(yùn)行工況的流態(tài)，分析漩渦形成的誘因。試驗(yàn)條件下，地下電站左側(cè)1＃，2＃機(jī)進(jìn)水口前形成逆時(shí)針游移的立軸漩渦，活動(dòng)范圍主要集中在進(jìn)口前20 m內(nèi)水面，A，B和C型漩渦均有發(fā)生。其中，直徑達(dá)1～2 m的間歇性吸氣漩渦（B型）較為常見（見表1和圖4），水面下凹較深，渦心深度為2～3 m，形成漏斗狀，間歇性將成串氣泡帶入管道。個(gè)別工況甚至出現(xiàn)直徑約4 m的貫通式立軸漩渦，尾部形成挾氣渦流帶，持續(xù)將空氣帶入洞內(nèi)。

從流態(tài)分析，左側(cè)機(jī)組引水條件主要受連通道來流影響較大，低水位（如143 m）時(shí)，連通道來流量較小，且受電站引水主流頂托，多半水流未行進(jìn)至進(jìn)口前緣，就折向逆流而上，匯入偏巖子上右側(cè)回流區(qū)，未對機(jī)組的引水條件產(chǎn)生直接影響，故左側(cè)機(jī)組進(jìn)口前漩渦形態(tài)減弱，出現(xiàn)頻度降低。隨著壩前水位的抬升，連通道來流量越來越大，在與電站引水主流在1＃機(jī)左側(cè)遭遇后，其中一部分水流受主流影響，折向匯入回流區(qū)，另一部分水流徑直橫向穿越，行至左側(cè)機(jī)組進(jìn)口前緣，進(jìn)入壓力管道。就是這部分從左側(cè)橫向（或斜向）匯入的連通道來流，引起1＃機(jī)組附近水流結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流動(dòng)環(huán)量加大，誘使立軸漩渦形成和發(fā)展。隨著庫水位繼續(xù)抬升，進(jìn)口水流淹沒度加大，漩渦形態(tài)又有減輕的趨勢。

圖2 地下電站進(jìn)水口布置圖Fig.2 Intake of underground hydropower station

圖3 地下電站進(jìn)口流態(tài)示意圖Fig.3 Flow pattern of underground hydropower station intakes

圖4 地下電站1＃機(jī)前緣漩渦形態(tài)Fig.4 Intakes vortex characteristic at No.1 generation set of underground power station

表1 拆除攔污柵結(jié)構(gòu)進(jìn)口漩渦特性Table1 Intakes vortex characteristic w ithout framework of trash racks

右側(cè)6＃機(jī)組進(jìn)口前形成順時(shí)針游移的立軸漩渦，漩渦形態(tài)較左側(cè)1＃機(jī)大為減弱，主要為A型和B型，未見C型貫通式漏斗漩渦。低水位運(yùn)用時(shí)，漩渦形態(tài)趨于穩(wěn)定，直徑達(dá)1～2 m，持續(xù)時(shí)間長，幾乎不間斷。隨著庫水位升高，漩渦越來越微弱，155 m及以上庫水位，進(jìn)口前漩渦基本消失。分析可見，6＃機(jī)組進(jìn)口漩渦由右側(cè)邊坡斜向匯入的水流引起，隨著進(jìn)口水流淹沒深度加大，漩渦又漸趨消失。總之，地下電站進(jìn)口漩渦形成是側(cè)向（或斜向）來流、淹沒深度與進(jìn)口體型等因素綜合作用的結(jié)果，連通道流速流態(tài)與過流量對其有明顯影響。

2.2 消渦措施試驗(yàn)

初步分析認(rèn)為，進(jìn)水口前立軸漩渦形態(tài)惡劣與未安裝攔污柵結(jié)構(gòu)體有較大關(guān)系。攔污柵結(jié)構(gòu)體尺寸12.5 m×216.5 m（長×寬），6臺(tái)機(jī)組前全斷面布置，自下至上設(shè)置了6層水平結(jié)構(gòu)單元（見圖5），由各式墩、梁與板結(jié)構(gòu)組成，并在高程147 m支撐橫梁上加裝水平蓋板。

圖5 地下電站進(jìn)水口攔污柵結(jié)構(gòu)體Fig.5 Framework of trash racks of intakes of underground power station

安裝攔污柵結(jié)構(gòu)后試驗(yàn)表明，地下電站6臺(tái)機(jī)組進(jìn)口前均未出現(xiàn)吸氣漩渦，更未出現(xiàn)危害機(jī)組安全運(yùn)行的貫通式漩渦。當(dāng)樞紐下泄流量45 540 m3／s，低水位時(shí)6＃機(jī)組進(jìn)口前出現(xiàn)微小漩渦，渦心下凹深度有限，多在0.3～0.5 m之間，最大漩渦直徑0.3～0.8 m，且持續(xù)時(shí)間較短，出現(xiàn)頻度低。隨著壩前水位抬升，進(jìn)口淹沒深度加大，6＃機(jī)前緣漩渦逐漸消失。而隨著連通道過流量漸增，其側(cè)向匯入水流對左側(cè)1＃機(jī)組進(jìn)口引水條件影響漸大，其前緣開始出現(xiàn)漩渦，但漩渦直徑不大，水面輕微凹陷，持續(xù)時(shí)間短，同6＃機(jī)進(jìn)口前緣漩渦形態(tài)相似，基本不吸入空氣，均可判定為A型漩渦（見表2）。

表2 安裝攔污柵結(jié)構(gòu)進(jìn)口漩渦特性Table2 Intakes vortex characteristic of underground hydropower station

分析認(rèn)為，這些由各式墩、梁與板組成的攔污柵結(jié)構(gòu)體，實(shí)際起到消渦梁、板的作用，特別是放置在高程147 m支撐梁上水平蓋板，相當(dāng)于工程消渦措施中經(jīng)常運(yùn)用的消渦板，有效地阻止了立軸漩渦的形成，隔斷了空氣（或氣泡）進(jìn)洞的連續(xù)通道，而由邊墩和中墩組成的垂直結(jié)構(gòu)單元也可大大減緩側(cè)向進(jìn)流。漩渦多數(shù)在進(jìn)口前20 m以內(nèi)水面游移，而攔污柵結(jié)構(gòu)長12.5 m，正好處于原漩渦形成活動(dòng)的水域，即攔污柵結(jié)構(gòu)布置直接改變了漩渦形成的邊界條件，改善了局部水流結(jié)構(gòu)，從而將進(jìn)口漩渦予以消減。

試驗(yàn)表明，進(jìn)口附近布設(shè)的其它結(jié)構(gòu)體，只要設(shè)置恰當(dāng)，可起到消渦板消減漩渦的功效。

圖6 導(dǎo)流洞進(jìn)口結(jié)構(gòu)布置Fig.6 Intake outlet of diversion hole

圖7 導(dǎo)流洞引水水流流態(tài)Fig.7 Intake flow pattern of diversion hole

3 導(dǎo)流洞進(jìn)口

導(dǎo)流洞進(jìn)水口一般布置在大壩旁側(cè)，運(yùn)行水位較低，淹沒深度有限，進(jìn)口前出現(xiàn)立軸漩渦是較為常見的水力現(xiàn)象。某工程施工導(dǎo)流采用土石圍堰擋水，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇洪水，經(jīng)調(diào)蓄后導(dǎo)流洞下泄8 126 m3／s，布設(shè)3條導(dǎo)流隧洞，洞內(nèi)最大流速約18 m／s。導(dǎo)流洞進(jìn)水口布置由進(jìn)口段、閘門段和漸變段組成（見圖6），進(jìn)口底板高程1 880 m，頂緣高程1 900.5 m。由于工程地質(zhì)條件限制，導(dǎo)流洞進(jìn)口布置在大壩右岸隅角，遠(yuǎn)離主河槽，通過引渠與上游河道銜接。導(dǎo)流洞進(jìn)口水流條件受邊界地形影響較為明顯，流態(tài)復(fù)雜，流線曲折迂回。水流自上游河道斜向?qū)胍?，而后流向又突轉(zhuǎn)近90°，呈斜向或側(cè)向進(jìn)流形態(tài)匯入隧洞進(jìn)口（見圖7）。在小泄量、低水位工況下，進(jìn)口前無明顯不利流態(tài)，未出現(xiàn)吸氣漩渦；而大泄量、高水位工況下，進(jìn)口前水域有較強(qiáng)的平面回流，出現(xiàn)不同程度的吸氣漩渦。

當(dāng)導(dǎo)流洞下泄8 126 m3／s，上游圍堰水位1 933.2 m時(shí)，導(dǎo)流洞進(jìn)口前出現(xiàn)強(qiáng)烈的表面水體旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象，間歇性形成吸氣漏斗漩渦，最大漩渦直徑可達(dá)8～10 m（見圖8），多數(shù)時(shí)候?yàn)锽型，偶爾會(huì)演變成C型貫通式漩渦，將空氣帶入洞內(nèi)。分析認(rèn)為，導(dǎo)流洞進(jìn)口前大范圍的淺表層平面回流是漩渦形成的主要誘因。試驗(yàn)中嘗試采用多種浮堤布置方案（包括不同的浮堤數(shù)量及長度等）破除導(dǎo)流洞進(jìn)口前回流。最終確定了在1＃洞和2＃洞左側(cè)分別設(shè)置兩道浮堤的方案，浮堤尺寸換算到原型為寬度1.5 m，吃水深度2.5 m。通過比選，1＃洞前左側(cè)浮堤長度采用100 m，2＃洞前左側(cè)浮堤長度采用60 m，浮堤布置見圖9。

圖8 導(dǎo)流洞進(jìn)口前漩渦形態(tài)Fig.8 Intake vortex characteristic of diversion hole

圖9 浮堤布置方案示意圖Fig.9 Floating em bankment outlet of intake

加設(shè)浮堤試驗(yàn)表明，消渦效果明顯，1＃和2＃洞進(jìn)口前僅有微弱的表面水體旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象，水面凹陷很小，吸氣漩渦消失。

試驗(yàn)表明，對于由淺表層平面回流引發(fā)的進(jìn)口漩渦而言，布設(shè)浮堤是一項(xiàng)簡單易行的工程消渦措施，投資少，效果好。

4 渠道倒虹吸進(jìn)口

4.1 進(jìn)水口布置與漩渦特性

某大型渠道倒虹吸布置為2條直徑7.0 m的隧洞。設(shè)計(jì)流量265 m3／s，加大流量320m3／s，洞內(nèi)流速約4.2 m／s。進(jìn)水口由安全柵、進(jìn)口段、閘門段、漸變段等組成（見圖10），進(jìn)口底板高程106 m，頂緣為豎直胸墻接1／4橢圓曲線（橢圓方程為1），橢圓頂點(diǎn)高程115 m，緊貼胸墻前布置安全柵，閘孔頂板高程為113 m，孔口尺寸6 m×7 m。

圖10 進(jìn)水口原方案布置和漩渦示意圖Fig.10 Outlet and vortex characteristic of intakes

倒虹吸雙洞過流量從大到小，隧洞進(jìn)口安全柵前兩側(cè)水面漏斗旋渦的強(qiáng)度和頻度，由強(qiáng)到弱直至消失。當(dāng)雙洞過流320 m3／s，上游水位118.1 m時(shí)，明渠水流繞半圓形分流墩墩頭下行，分別進(jìn)入兩洞閘室段。安全柵前有回流產(chǎn)生，左、右兩側(cè)各出現(xiàn)有一個(gè)逆時(shí)針和順時(shí)針的間歇性吸氣漩渦（B型），漩渦出現(xiàn)在胸墻前3.5 m范圍內(nèi)，最大直徑約1 m。吸氣漩渦出現(xiàn)的頻度較高，間歇性將成串氣泡帶入洞內(nèi)。進(jìn)洞后部分氣泡從門井中逸出，部分進(jìn)入隧洞貼附其頂緣下行。單洞過流160，150 m3／s時(shí)，隧洞進(jìn)口安全柵前亦有類似立軸漩渦出現(xiàn)。

4.2 消渦措施研究

針對大流量運(yùn)用時(shí)隧洞進(jìn)口出現(xiàn)程度不同的間歇性吸氣漩渦，對進(jìn)口體型進(jìn)行了5個(gè)方案的修改和優(yōu)化（見表3和圖11）。

方案1：將雙洞引渠間的分流墩由半圓形修改為矩形，墩頭加設(shè)小圓弧，目的是延長閘室順直段的長度，使進(jìn)流更具對稱性。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由于引渠長度增加有限，在265 m3／s和320 m3／s兩級(jí)流量過流時(shí)仍有程度不同的間歇吸氣漩渦產(chǎn)生，進(jìn)口流態(tài)改善不明顯。

表3 進(jìn)口體型優(yōu)化與漩渦特性Table3 Shape optim ization and vortex characteristic of intakes

圖11 進(jìn)口體型優(yōu)化各方案對比Fig.11 Com parison of various optim ization schemes of intake shape

方案2：將緊貼豎直胸墻放置的安全柵前移11 m，目的是使來流經(jīng)安全柵梳理后進(jìn)一步平順?biāo)?，試?yàn)觀察進(jìn)口流態(tài)改善不大。

方案3：將進(jìn)口豎直胸墻調(diào)整為向上游傾斜45°的斜胸墻（并保持斜胸墻與橢圓相切）。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)口流態(tài)顯著改善，在隧洞過流260 m3／s和320 m3／s時(shí)，以往方案出現(xiàn)的吸氣漩渦完全消失，進(jìn)口前水面偶有微小淺表層破碎渦。

方案4：將進(jìn)口頂緣橢圓曲線長、短軸加大（大喇叭口型），按照有關(guān)規(guī)范提出的長短軸比例以及與閘孔高度的關(guān)系，確定出進(jìn)口橢圓曲線方程為。試驗(yàn)觀察進(jìn)口流態(tài)水力條件也有較大改善，吸氣漩渦幾乎消失，但有淺表層漏斗漩渦出現(xiàn)。

圖12 方案5布置Fig.12 Layout of scheme NO.5

當(dāng)然，若不考慮工作量，僅以進(jìn)口水力條件評價(jià)，方案3也是較好的進(jìn)口體型。

另有類似渠道倒虹吸工程，進(jìn)口原方案為豎直胸墻接1∶5斜坡段（箱涵管道），布置較為簡單。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)大流量400 m3／s運(yùn)行時(shí)，在距進(jìn)口2～4 m處出現(xiàn)間歇性吸氣漩渦（B型）。將豎直胸墻改為的圓弧曲線，上切點(diǎn)接近大流量對應(yīng)的最高運(yùn)行水位，下切點(diǎn)接1∶5斜坡段（見圖13），試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)原形成的間歇性吸氣漩渦基本消失，水面偶爾出現(xiàn)淺表層破碎渦（A型），未見氣泡進(jìn)入管道，表明該方案消渦效果顯著。

總之，將進(jìn)口頂部橢圓曲線（或圓?。┘哟笄悬c(diǎn)上移至最高運(yùn)行水位附近或?qū)⒇Q直胸墻調(diào)整為向上游傾斜狀，可起到擠壓漩渦區(qū)，改善局部水流結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)水流平順下泄，達(dá)到消減漩渦的目的。

5 河道倒虹吸進(jìn)口

某河道倒虹吸與輸水明渠斜交布置，防洪標(biāo)準(zhǔn)按100年一遇洪水設(shè)計(jì)，300年一遇洪水校核，相應(yīng)倒虹吸管下泄流量分別為435 m3／s和541 m3／s。工程布置為6孔（3孔一聯(lián)）4.5 m×4.5 m的箱型涵管，管內(nèi)流速約4.5 m／s，進(jìn)水口由圓弧翼墻連接段和進(jìn)口段組成，進(jìn)口底板高程135.5 m（見圖14）。

圖13 進(jìn)口胸墻布置對比Fig.13 Com parison of various layouts of core wall at intake

圖14 進(jìn)口布置及漩渦形態(tài)示意圖Fig.14 Intake layout and vortex characteristic

在校核流量倒虹吸下泄541 m3／s，進(jìn)口水位142 m時(shí)，水流由河槽和兩岸邊灘聯(lián)合行洪。倒虹吸管進(jìn)口漫灘洪水自兩側(cè)圓弧翼墻140.5 m平臺(tái)橫向匯入，產(chǎn)生橫向水流且流量相對較大，與虹吸管進(jìn)口正向來流交匯，且其橫向流速大小與順流流速較為接近，引起兩邊孔進(jìn)口水流條件復(fù)雜，導(dǎo)致進(jìn)口兩側(cè)隅角處出現(xiàn)B型立軸旋渦，將大量氣泡攜帶入管道內(nèi)，且進(jìn)洞氣泡易在管道內(nèi)聚集，形成大面積氣囊，對管道的進(jìn)流條件和安全運(yùn)行較為不利。

針對兩側(cè)邊孔出現(xiàn)的不利吸氣漩渦，進(jìn)行了3個(gè)方案的體型優(yōu)化（見圖15）。

方案1：將進(jìn)口胸墻加高并適當(dāng)向兩端延伸，高度至最高洪水位以上，右側(cè)與總干渠上游邊坡相接，左側(cè)適當(dāng)延伸30 m，用以阻斷進(jìn)口上下游的水流交換。試驗(yàn)表明，進(jìn)口兩側(cè)隅角B型立軸漩渦依然存在，該方案對改善進(jìn)口不良流態(tài)未見有明顯影響。

圖15 進(jìn)口消渦方案對比Fig.15 Com parison of intake schemes for elim inating vortexes

方案2：將兩側(cè)圓弧翼墻加高至最高洪水位（142 m）以上，用以阻斷兩側(cè)的橫向水流。試驗(yàn)表明，進(jìn)口兩側(cè)漩渦消失，流態(tài)改善顯著.

方案3：將兩側(cè)圓弧翼墻和進(jìn)口豎直胸墻全部加高至最高洪水位以上（142 m），試驗(yàn)結(jié)果與方案2相似，表明進(jìn)口胸墻加高對改善進(jìn)口水流條件影響不大。

試驗(yàn)表明，阻斷建筑物進(jìn)口附近側(cè)向水流，保持孔口良好的水流結(jié)構(gòu)和水流流態(tài)，可有效消減漩渦的產(chǎn)生。

6 結(jié) 語

有壓式進(jìn)水口前立軸漩渦形成的誘因較為復(fù)雜，對于平面回流、不對稱進(jìn)流和側(cè)向進(jìn)流等不利流態(tài)引發(fā)的立軸漩渦，可布設(shè)浮堤破除回流（如導(dǎo)流洞）或加高進(jìn)口兩側(cè)翼墻阻斷橫向水流（如河道倒虹吸），進(jìn)而達(dá)到消減漩渦的目的；對于進(jìn)口前水流條件較好，而由進(jìn)口體型導(dǎo)致的立軸漩渦（如渠道倒虹吸），將進(jìn)口頂部橢圓曲線（或圓弧）加大切點(diǎn)上移至最高運(yùn)行水位附近或?qū)⒇Q直胸墻調(diào)整為向上游傾斜狀，可起到擠壓漩渦區(qū)的作用，引導(dǎo)水流平順下泄，達(dá)到消減漩渦的功效。

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（編輯：王 慰）

Experimental Research on Vortexes Elim inating of Several Typical Hydraulic Intakes

DUANWen-gang，HUANG Guo-bing，ZHANG Hui，LILi
（Changjiang River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China）

Themeasures to eliminate vortexes in the intakes of hydraulic structures such as power station，diversion tunnel，inverted siphon culvert，and inverted siphon river course were studied through a series ofmodel test，in which the inducement factors of the vortex formation in practical projects were considered and the experimental process of vortex elimination was analyzed in detail.The inducements of the vortex formation at the vertical shaft in front of the intakes are very complicated.To eliminate the vertical shaft eddies induced by plane backflow，unsym-metrical inflow，and lateral inflow，we can set floating embankment to avoid backflow（e.g.，in diversion tunnel）or heighten the wing walls to block the lateral flow（e.g.，in inverted siphon river course）.For the intakes with good flow condition，vertical shaft eddiesmay also be generated due to the inlet shape.This kind of vortexes could be eliminated bymoving the tangency point of the elliptic curve at intake top up to the highestoperation water level or adjusting the vertical core walls to be inclined upstream，by which the vortex areamay be compressed and the flow can be guided to discharge unhindered and smoothly.

hydraulics；vortex；intakes；model test；measures of vortexes eliminating

TV671

A

1001－5485（2011）02－0021－07

2010-02-23

“十一五”國家科技支撐計(jì)劃課題（2008BAB29B02，20098BAK56B03）

段文剛（1972-），男，河南南召人，高級(jí)工程師，主要從事水力學(xué)研究，（電話）027-82829863（電子信箱）ckydwg＠163.com。