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近年来，我国位于河流中下游的许多省份开始兴建低水头水利枢纽，这种一般修建于河流中下游的枢纽具有水头低、傅汝德数(Fr)低、消能率相对较低和下游河床抗冲能力差等特点，设计中常常要考虑各种各样的消能防冲问题。而作为主要消能防冲设施的消力池与海漫结构，更是低水头水利枢纽消能防冲问题中的重点之一。因此，对低水头水利枢纽消力池与海漫结构消能防冲问题的研究非常重要。
本文通过断面水工物理模型，首先针对低水头水利枢纽消力池消能防冲问题，对消力池内消力墩以及差动式尾槛的布置方式对消力池消能及过沙效果的影响进行了研究分析；其次针对低水头水利枢纽海漫结构消能防冲问题，通过断面水工模型试验与数学模型计算分析，研究应用雷诺护垫柔性海漫结构时的消能防冲效果，并与传统刚性海漫结构进行比较。
本论文主要研究成果如下：
(1)将消力墩布置在池内底流速最大部位时，可以增大水流与消力墩的碰撞摩擦作用，提高局部消能效果，缩短水跃长度，从而达到缩短消力池长度，节省工程建设投资的目的，但由于形成淹没度更高的淹没式水跃，对整体消能效果有略微的降低。
(2)适当放缓差动式尾槛的坡度，有利于消力池内的砂石出池，但消能效果有所降低；适当加长差动式尾槛直立槛部位的长度，可增加尾槛与水流碰撞摩擦面积，使差动式尾槛在兼顾过沙效果的同时，增强其消能效果。
(3)雷诺护垫海漫具有良好的柔性，能够适应河床的不均匀沉降，防范水流反淘刷作用，且雷诺护垫海漫为金属网面内部填充块石结构，其与水流的碰撞摩擦作用面积、糙率均大于刚性海漫结构。因此，雷诺护垫海漫较传统刚性海漫结构具有更好的消能防冲效果。同时应用雷诺护垫海漫时，因为相对于刚性海漫结构具有更好消能防冲效果，可缩短海漫的设计长度，从而可节省大量工程量、工程造价与投资。
(4)铺设刚性海漫结构时，在下游河床冲刷初期形成小型冲坑后，冲坑内会分为三部分。靠近海漫结构的冲坑坡脚附近形成回流区，回流区内河床表面流速较大，出现反淘刷现象，向坡脚方向淘刷，冲坑会向海漫基底发展并扩大，导致海漫基底托空现象；而回流区后冲刷坡面顶端的主流区内，床面流速同样较大，该处河床还会同时受到冲坑内主流以及河道内主流两个方向水流冲刷作用，冲刷坑会向下游发展并扩大；而位于回流区与主流区之间的区域，水流下潜形成漩涡，紊动、混掺现象明显，此处紊动能最大且靠近河床表面，泥沙也容易起动。
本文通过断面水工物理模型，首先针对低水头水利枢纽消力池消能防冲问题，对消力池内消力墩以及差动式尾槛的布置方式对消力池消能及过沙效果的影响进行了研究分析；其次针对低水头水利枢纽海漫结构消能防冲问题，通过断面水工模型试验与数学模型计算分析，研究应用雷诺护垫柔性海漫结构时的消能防冲效果，并与传统刚性海漫结构进行比较。
本论文主要研究成果如下：
(1)将消力墩布置在池内底流速最大部位时，可以增大水流与消力墩的碰撞摩擦作用，提高局部消能效果，缩短水跃长度，从而达到缩短消力池长度，节省工程建设投资的目的，但由于形成淹没度更高的淹没式水跃，对整体消能效果有略微的降低。
(2)适当放缓差动式尾槛的坡度，有利于消力池内的砂石出池，但消能效果有所降低；适当加长差动式尾槛直立槛部位的长度，可增加尾槛与水流碰撞摩擦面积，使差动式尾槛在兼顾过沙效果的同时，增强其消能效果。
(3)雷诺护垫海漫具有良好的柔性，能够适应河床的不均匀沉降，防范水流反淘刷作用，且雷诺护垫海漫为金属网面内部填充块石结构，其与水流的碰撞摩擦作用面积、糙率均大于刚性海漫结构。因此，雷诺护垫海漫较传统刚性海漫结构具有更好的消能防冲效果。同时应用雷诺护垫海漫时，因为相对于刚性海漫结构具有更好消能防冲效果，可缩短海漫的设计长度，从而可节省大量工程量、工程造价与投资。
(4)铺设刚性海漫结构时，在下游河床冲刷初期形成小型冲坑后，冲坑内会分为三部分。靠近海漫结构的冲坑坡脚附近形成回流区，回流区内河床表面流速较大，出现反淘刷现象，向坡脚方向淘刷，冲坑会向海漫基底发展并扩大，导致海漫基底托空现象；而回流区后冲刷坡面顶端的主流区内，床面流速同样较大，该处河床还会同时受到冲坑内主流以及河道内主流两个方向水流冲刷作用，冲刷坑会向下游发展并扩大；而位于回流区与主流区之间的区域，水流下潜形成漩涡，紊动、混掺现象明显，此处紊动能最大且靠近河床表面，泥沙也容易起动。