到目前为止,前人对于泄水建筑物水力特性的研究主要集中在清水范畴内,针对孔板型泄洪洞宣泄高含沙水流紊动机理的研究寥寥无几,而水流挟沙后对泄洪洞洞壁的时均和脉动压强特性等水动力特性会有不同程度的影响。因此,研究高含沙水流对泄洪洞孔板消能工水动力特性的影响和孔板泄洪洞宣泄高含沙水流的紊动机理,对水利工程泄洪消能具有指导意义。本文通过水工模型试验,控制水流含沙量、上游来流条件以及孔板体型,测量并分析时均及脉动压强,得出以下主要成果及结论:(1)在相同的孔板体型下,各工况孔板泄洪洞洞壁所受时均压强沿程分布规律相同,均在每级孔板后大幅下降,随后逐渐上升;不同工况下时均压强的大小随含沙量的增大、水流来流条件的增强而增加。孔径比对孔板段沿程时均压力分布影响很大。随着孔径比d/D的减小,Ⅰ级孔板上游时均压强值急剧上升,两级孔板之间的时均压强缓慢上升,Ⅱ级孔板下游时均压强逐渐下降。距径比的变化对时均压强沿程分布规律影响不大。(2)在相同的孔板体型下,各工况下孔板泄洪洞洞壁所受脉动压强纵向变化趋势一致,在每级孔板后形成一个峰值,且Ⅱ级孔板后的峰值远大于Ⅰ级孔板后的。脉动压强幅值大小是含沙量和上游来流条件共同作用的结果。在相同的来流条件下,随着孔径比的增大,脉动压强最大值先增大后减小;随着距径比的增大,脉动压强最大值逐渐减小。(3)水流含沙后,脉动压强时空相关性均比清水有所减弱;时间积分尺度在Ⅰ级孔板附近先逐渐减小后逐渐增大,在Ⅱ级孔板下游先逐渐减小后保持不变。说明漩涡平均尺度随含沙量的增加在不同的边界条件和来流条件下变化比较复杂,可能增大、减小或保持不变。(4)不同含沙量下脉动压强在频域上的整体分布规律相似,优势频率均属低频范畴,说明对脉动压强产生主要影响的因素为低频大尺度相干涡;含沙水流的功率谱密度曲线上有其他峰值出现,说明存在着其他尺度稍小的漩涡结构。