漫谈三峡工程建设中的水力学问题时启隧(中国水利水电科学研究院北京 100038)提 要 本文从水工水力学、河道水力学和环境水力学三方面介绍三峡工程建设中与水力学有关的一系列研究课题,说明一项大型水利枢纽工程的建设,需要诸多专业性、综合性以及跨学科的水力学研究来支持,也说明水力学是一门服务领域十分广泛的应用技术学科。关键词 水工水力学河道水力学环境水力学1 前言长江三峡工程规模宏大、举世瞩目,其设计洪水流量及施工期导流流量都居世界前列。枢纽工程中,泄洪建筑物孔洞数量很多,泄洪功率大,消能防冲任务十分艰巨;施工期导流工程规模大,且有临时通航和提前发电的要求,致使导流水力学问题十分复杂;三峡建库后,为改善长江航运而提出的高水头船闸、升船机及上下游航道与港口水力学问题技术难度都较大;三峡工程建设对自然生态与环境的影响,为国内外所关注,其中有关水力学问题十分广泛、突出。本文拟从工程建设的角度,刍议有关水力学问题的研究内容,说明水力学学科在一项大型工程建设中的重要位置和作用。2 水工建筑物水力学2.1 泄水建筑物水力学2.1.1 泄洪建筑物布置三峡工程设计与校核洪水流量分别为:69800m3/s,(初期 73000 m3/s)与102500 m3/s, 最大坝高 175m,泄洪功率很大,主要泄洪和导流建筑物有 67 个孔洞(表孔 22,深孔 23, 导流底孔 22),它们在枢纽布置中占据了极重要的前缘位置。泄洪建筑物布置关系到建坝 后河势的重新调整;要适应坝址地质、地理条件;要综合考虑防洪、发电、航运,给水、排沙、排漂等运行要求;要考虑节约投资、方便施工、保证工期的制约因素。泄洪建筑物布置是一项多学科、跨部门、综合性研究课题,对工程建设和运行安全关系极大。 2.1.2 泄洪、消能和冲刷高水头,大流量泄洪建筑物的消能、中刷、雾化、以及空蚀、振动等高速水流问题, 历来是水工水力学的主要研究内容。三峡工程建设中通过大量的实体模型试验研究了泄洪建筑物的消能型式及布置优化,并相应开展了河床冲刷的室内模拟,雾化机理分析及水流掺气减蚀措施等研究。2.1.3 水工闸门水力学问题三峡工程中有许多特殊用途的闸门,如:高水头船闸输水廊道中的反向弧形门,船闸人字门,电站引水管道中的快速闸门,泄洪排沙的深孔闸门,导流底孔内的淹没弧门及辅助反钩门等等。其中水力学方面的研究课题有:平板门的门槽型式;深孔高压弧门止水型式、船闸输水廊道体型;门体水激动的水弹性问题等。.2.1.4 枢...