反坡正弦波形底板上F型水跃水力特性的试验研究

来源：水利水运工程学报杂志 2021年第3期北京时间：

作者：李桢,柳树摇,李红

摘要：试验研究了3个相对粗糙度（0.51、0.86、1.34)和6个坡度（−0.02、−0.03、−0.04、−0.05、−0.07、−0.10）对反坡正弦波形底板上F型水跃水力特性的影响。在弗劳德数从5到11的范围内，总共进行了57次试验。试验结果表明：与经典水跃和光滑底板上的F型水跃相比，反坡正弦波形底板能有效减小漩滚长度和共轭水深比，粗糙底板有利于稳定F型水跃。剖面速度分布对相对粗糙度比反坡坡度更敏感，坡度和相对粗糙度影响速度剖面的相似性和边界层厚度的发展。在距离F型水跃起始点40%漩滚长度附近，剖面速度分布最不均匀；在1.2倍的漩滚长度后，剖面动量修正系数基本上都接近1.0。反坡正弦波形底板的综合剪切应力系数是水平光滑床的10~16倍，这表明反坡正弦波形底板在短距离消能方面非常有效。

关键词：反坡水跃, 粗糙底板, 共轭水深比, 剪切应力, 消能率