排水孔幕混凝土重力壩

混凝土重力壩在巖基中均在防滲帷幕下游側設排水孔幕。排水孔幕分主排水孔幕和副排水孔幕。主排水孔幕位于防滲帷幕下游，距離防滲帷幕較近。通常多將防滲帷幕與排水孔幕布置在同一基礎灌漿廊道內施工，但應以在帷幕幕體及基巖內的水力坡度不超過允許值為限，此時，主排水孔幕上的主排水孔孔向多為向下游傾斜 。

排水孔幕是指在大壩巖基中的同一線上布設若干鉆孔以排泄巖基中的水，降低壩基壓力的排水結構 。

為了防止水力坡降過大，高壩有時在灌漿廊道下游專門設置主排水幕廊道，主排水孔孔向可為鉛直。副排水孔幕距防滲帷幕較遠，一般深入巖基8~15mm，孔向鉛直。排水孔幕多根據壩基基巖的地質條件和壩工設計的需要，結合防滲帷幕設計一并考慮。一般根據計算和經驗確定排水孔的排數、孔距、孔深以及排水效果等，并通過模型試驗進行驗證 。

排水孔幕多布設成網絡狀，除與壩軸線平行方向布設主、副排水孔幕外，在垂直壩軸線方同也布設幾排排水孔幕。通常多在橫向道內鉆設排水孔，孔向鉛直。兩者相互組成網絡狀，排水效果顯著 。

混凝土壩兩岸基巖排水多采用在不同高程處設置排水洞并在洞內鉆設排水孔，組成兩岸基巖排水孔幕 。

排水孔是降低壩基滲流而設置的鉆孔。

中文名稱

排水孔

英文名稱

drainage hole

定　　義

為降低壩基滲流而設置的鉆孔。

應用學科

水利科技（一級學科），水工建筑（二級學科），擋水建筑物（三級學科）

流水孔網格劃分與邊界設置

以單流水孔為基礎，平板長300mm，寬100mm，前后流動域長度采用1 /2 板長，流動內腔為長300mm，寬100mm，高50mm 的長方體。流水孔形狀為邊長20mm 的正方形，與流動內腔成斜45° 角相連，內部流動深度為5mm。本文主要研究流體自入口進入流動域，經流水孔進入流動內腔，再回流至流動域，經出口流出的過程中流水孔的流噪聲特性。采用接口技術實現(xiàn)流水孔與流動域和流動內腔的連接，采用六面體結構化網格進行網格生成，總數為503000。在速度入口邊界指定流動的速度和湍流參數，在流動出口邊界指定流動的回流湍流參數，壁面指定無滑移條件。為了更清晰的計算流水孔附近的阻力特性，設置邊界層，在壁面附近分布較密的網格。本文設置2 個水聽器對流噪聲數據進行采集，用以有效檢測流水孔對平板流噪聲的影響。1#水聽器位于平板中心上方一倍流水孔厚度(5mm)的高度，用于監(jiān)控流動域湍流噪聲。2#水聽器位于流水孔內部中心位置，用于監(jiān)控流水孔內流動漩渦噪聲。

流水孔單流水孔仿真分析

以單流水孔為計算模型，設定速度入口來流速度為5m / s，為了分析流水孔的存在對平板流噪聲特性的影響。由圖知，平板開孔前后噪聲分布產生了明顯的變化，流水孔位置( 流水孔上表面中心位于坐標原點) 處產生了較多的流噪聲特征點，而且這些特征點的聲功率峰值相對較高，說明流水孔的存在對流噪聲的產生具有重要的影響。平板開孔后兩處測點的流噪聲水平明顯提升。以流噪聲特征點( 曲線峰值點) 為比較量，可知: 開孔后特征點向低頻區(qū)轉移，說明流水孔模型對于平板流噪聲的影響，不僅體現(xiàn)在流噪聲數值的增加上，還體現(xiàn)在特征點對應頻率上，開孔后其低頻特性將變得更加突出。為了更直觀地表示平板開孔前后流噪聲水平的變化，采用1 /3oct 濾波器采樣，引入總聲級作為比較量進行聲學分析，其中心頻率按國際標準化組織ISO 的推薦，選定為: (1.0，1.25，1.6，2.0，2.5，3.15，4.0，5.0，6.3，8.0)× 10，本文m = 2，3。平板開孔前后，因流水孔存在帶來的流噪聲改變占有相當的比重，考慮到本文所選模型流水孔與平板面積之比為1:7.5，所以總聲級計算結果基本合理。對兩組水聽器數據進行比較可知，2#水聽器計算結果高于1#水聽器，這是由于1#水聽器位于湍流附面層外，這樣做可以有效地平均掉湍流噪聲壓力，降低水聽器對流噪聲的響應。而2#水聽器位于流水孔流動漩渦中心，由于流水孔內流動正負壓力不平衡的原因，其對流噪聲的響應較大，所以造成了兩種位置流噪聲數值上的差異。

針對流水孔的流噪聲特性，對單流水孔模型做四種來流速度(5m /s、10m /s、15m /s、20m /s)下的流噪聲特性對比，隨著來流速度的增大，流水孔模型流噪聲特性呈現(xiàn)出與來流速度成正比的普遍規(guī)律。而且，流噪聲曲線振蕩現(xiàn)象更加明顯，說明速度對流噪聲的穩(wěn)定性具有一定的影響。流水孔流噪聲與來流速度呈正比例關系，來流速度從10m /s 到20m /s 的過程中，流噪聲增加了10dB 左右。潛艇噪聲級與航速有關，當航速超過戰(zhàn)斗巡航速度(7.5m / s)時，潛艇噪聲級與速度的6 次方成正比，也就意味著潛艇速度每增加一倍，噪聲級將增加18dB?？紤]到潛艇噪聲包括機械噪聲、螺旋槳噪聲、水動力噪聲三部分，本文給出的流水孔噪聲僅為潛艇噪聲的一部分，結合潛艇噪聲其他影響因子，本文數據較為合理。