于 沭，陳祖煜，楊小川，2，蘇安雙，李炎隆，周嘉偉

（1. 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100048；2. 西安建筑科技大學(xué)，陜西西安 710055；3. 黑龍江省水利科學(xué)研究院，黑龍江哈爾濱 150078；4. 西安理工大學(xué)西北旱區(qū)生態(tài)水利國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710048）

1 研究背景

黃土高原丘陵溝壑區(qū)是我國(guó)乃至世界水土流失最為嚴(yán)重的地區(qū)，淤地壩是解決水土流失問(wèn)題的有效工程措施，具有攔泥、滯洪、淤地造田、改善生態(tài)環(huán)境等綜合效益［1-5］。然而淤地壩水毀現(xiàn)象頻頻發(fā)生，水毀災(zāi)害給人民的生命及財(cái)產(chǎn)造成了很大損失，水毀問(wèn)題也是困擾黃土高原地區(qū)淤地壩建設(shè)發(fā)展的一個(gè)主要因素［6-9］。溢洪道作為淤地壩“三大件”（壩體、泄水洞、溢洪道）［10］之一，在降低淤地壩水毀、潰決風(fēng)險(xiǎn)方面具有重要作用。目前，擁有溢洪道的淤地壩比例較低，除部分骨干壩、中型壩工程之外，大多數(shù)工程無(wú)溢洪道，增設(shè)溢洪道需求迫切［11］，也是我國(guó)目前淤地壩除險(xiǎn)加固的一項(xiàng)主要工作。目前，淤地壩增設(shè)的溢洪道主要型式是漿砌石溢洪道和混凝土溢洪道，增設(shè)這類溢洪道，每項(xiàng)工程平均投資在80 ～120萬(wàn)元。據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，經(jīng)認(rèn)定、核查的黃土高原地區(qū)存在病險(xiǎn)的中型以上淤地壩有5282座［12］，由于淤地壩除險(xiǎn)加固資金有限，很難實(shí)現(xiàn)在短期內(nèi)覆蓋全部工程。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于溢洪道消能特性做過(guò)大量研究［13-16］，光滑式和臺(tái)階式是溢洪道兩種典型結(jié)構(gòu)型式。光滑式溢洪道因其適應(yīng)性良好，被廣泛應(yīng)用，由于其消能率低，往往需配套工程量龐大的消力池。臺(tái)階式溢洪道是一種古老的泄水建筑物，隨著碾壓式混凝土筑壩技術(shù)的發(fā)展才被廣泛的應(yīng)用［17］。兩種溢洪道型式在國(guó)內(nèi)外的混凝土壩體上都廣為應(yīng)用，但在土壩尤其淤地壩上應(yīng)用較為少見(jiàn)。

為加速淤地壩工程除險(xiǎn)加固進(jìn)度，降低淤地壩系的水毀、潰決風(fēng)險(xiǎn)，急需一種造價(jià)低廉、適用于淤地壩的新型溢洪道。本文提出了布置在淤地壩壩身的柔性溢洪道，并通過(guò)對(duì)光滑及臺(tái)階兩種型式柔性溢洪道進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間過(guò)水對(duì)比試驗(yàn)，研究?jī)煞N型式柔性溢洪道的消能率、抗沖刷變形等特性。通過(guò)無(wú)防護(hù)條件的壩體泄流對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)比分析有、無(wú)柔性溢洪道條件下壩體表面過(guò)流對(duì)壩體安全特性的影響。

2 模型試驗(yàn)概況

2.1 試驗(yàn)?zāi)康哪Ｐ驮囼?yàn)主要有三個(gè)試驗(yàn)?zāi)康模海?）對(duì)比分析柔性光滑、臺(tái)階溢洪道泄流時(shí)水流流態(tài)及消能率；（2）研究柔性溢洪道模型在長(zhǎng)時(shí)間（20 h）泄水后的結(jié)構(gòu)及材料表現(xiàn)；（3）對(duì)比分析有、無(wú)柔性溢洪道條件下壩體表面過(guò)流對(duì)壩體安全特性的影響。

2.2 試驗(yàn)儀器設(shè)備本次試驗(yàn)采用自主設(shè)計(jì)研發(fā)的大型循環(huán)水模型槽（如圖1），該模型槽長(zhǎng)10 m，寬3 m，高2.2 m，可提供最大流量340 L/s的循環(huán)水。

圖1 試驗(yàn)裝置

本文主要測(cè)量不同流量下兩種溢洪道泄流的水流流速，通過(guò)3 個(gè)高清攝像頭對(duì)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行錄像。采用水流測(cè)速儀和畢托管共同對(duì)溢洪道斷面的流速進(jìn)行采集。主要數(shù)據(jù)采集儀器有高清攝像頭、SL-300流速儀、畢托管、鋼尺、激光測(cè)距儀等（圖2）。

其中SL-300流速儀量測(cè)范圍為0.01 ～4.0 m/s，測(cè)流誤差小于1.5%。試驗(yàn)前對(duì)SL-300流速儀和畢托管在水流中進(jìn)行測(cè)流標(biāo)定比對(duì)，兩種儀器在水流小于4 m/s 時(shí)，測(cè)量結(jié)果很相近，測(cè)量誤差小于2%，說(shuō)明兩種儀器測(cè)量精度良好。螺旋槳式的流速儀最大量程為4 m/s，當(dāng)流速小于4 m/s時(shí)，采用螺旋槳式流速儀測(cè)量，同時(shí)采用畢托管復(fù)測(cè)；當(dāng)流速大于4 m/s時(shí)，采用畢托管測(cè)量。用于測(cè)量柔性溢洪道變形的激光測(cè)距儀的量程為0.05 ～80 m/±60°，測(cè)量精度為±1.5 mm/±0.2°。

圖2 試驗(yàn)測(cè)量?jī)x器

2.3 試驗(yàn)材料本文提出了一種抗沖刷、抗侵蝕復(fù)合土工材料，該材料在常規(guī)土工材料基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)加工而成（圖3）。該材料利用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（Polyethylene terephthalate 簡(jiǎn)稱PET）的拉伸強(qiáng)度高、抗老化的優(yōu)點(diǎn)和土工布透水保土的優(yōu)點(diǎn)，將2 mm 寬PET 絲按照400 根×400 根經(jīng)緯密度編織而成，再與土工布熱熔結(jié)合而成。將材料命名為“抗沖刷、抗侵蝕PET 復(fù)合土工材料”，下文簡(jiǎn)稱為PET復(fù)合土工材料。經(jīng)過(guò)檢測(cè)，該材料力學(xué)及抗老化性能指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 PET復(fù)合土工材料性能參數(shù)

用PET 土工復(fù)合材料制成土工袋試樣，其內(nèi)部裝入黃土并縫制封閉，放入圓筒沖刷試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行沖刷試驗(yàn)［18］。圓筒沖刷測(cè)試儀基本原理：圓形鋼筒內(nèi)部安裝有螺旋葉輪，通過(guò)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)水流轉(zhuǎn)動(dòng)，沖刷圓筒底部的試樣。通過(guò)觀察窗觀察試樣在沖刷過(guò)程中的變化以及水流顏色的變化。土工袋試樣內(nèi)土樣及后文介紹的模型試驗(yàn)采用的土樣來(lái)源相同，為陜西省延安市寶塔區(qū)湫溝附近的黃土。土樣物理特性及制樣控制指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 土樣物理特性指標(biāo)

將土工袋試樣置于圓筒沖刷測(cè)試儀底部的試樣槽內(nèi)并用細(xì)繩加以固定，防止試樣被高速水流沖離試樣槽。測(cè)試時(shí)，保證土樣完全浸沒(méi)于水內(nèi)，水深為0.5 m，控制葉輪轉(zhuǎn)速保證試樣表面流速為試驗(yàn)方案設(shè)定值，具體方案及結(jié)果見(jiàn)表3。隨著流速的不斷增加，水流對(duì)試樣的拖曳力逐漸加大，當(dāng)流速大于2.1 m/s時(shí)，試樣無(wú)法在試樣槽內(nèi)固定，且沒(méi)有找到很好的解決辦法，因此，試驗(yàn)控制條件以2.1 m/s作為最大流速。淤地壩工程洪峰持續(xù)時(shí)間很短，一般在30 min內(nèi)完成泄流，因此，以30 min作為每次試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間。記錄在不同沖刷流速下，土工袋內(nèi)黃土損失量，并觀察試樣能否發(fā)生明顯破壞（圖3）。

沖刷試驗(yàn)前、后分別對(duì)土工袋及袋內(nèi)干土進(jìn)行稱重，以差值作為試驗(yàn)沖刷量。具體測(cè)量方法為：試驗(yàn)前、后分別對(duì)土工袋及袋內(nèi)土進(jìn)行烘干處理，假設(shè)烘干對(duì)土工袋的重量沒(méi)有影響，試驗(yàn)前、后兩次烘干稱重差值即為土工袋內(nèi)黃土沖刷量。采用沖刷量與總重量的百分比評(píng)價(jià)土工袋試樣的沖蝕程度。以試樣單位時(shí)間內(nèi)單位表面積的沖刷量作為表面沖刷率，用于評(píng)價(jià)PET復(fù)合材料保護(hù)土體承受水流沖刷的能力。為消除試驗(yàn)偶然性帶來(lái)的誤差，同一條件的試驗(yàn)進(jìn)行了4次，以4次試驗(yàn)結(jié)果的平均值作為評(píng)價(jià)依據(jù)。

通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果分析（如表3所示），沖刷率總體呈現(xiàn)隨著水流流速增加而增加的規(guī)律，水流流速小于1.05 m/s 時(shí)沖刷率幾乎為0，當(dāng)流速達(dá)到2.1 m/s 時(shí)沖刷率為1 g/（m2·s）左右、沖刷重量百分比為2%左右。在試驗(yàn)前水流清澈，隨著水流流速增加水流隨之變渾濁，但始終處可視狀態(tài)。在經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間水流沖刷，土工袋表面未出現(xiàn)損壞。綜上所述，該P(yáng)ET復(fù)合土工材料具有很好的抗水流沖刷能力及保土性，初步具備作為柔性溢洪道原材料性能的要求。

圖3 土工袋試樣沖刷試驗(yàn)儀器及過(guò)程

表3 土工袋試樣沖刷試驗(yàn)方案及結(jié)果

2.4 模型試驗(yàn)方案模型試驗(yàn)共設(shè)置三種方案，分別為柔性光滑溢洪道、柔性臺(tái)階溢洪道泄洪和壩面無(wú)防護(hù)措施方案。前兩種方案主要用于對(duì)比兩種溢洪道型式的消能率及結(jié)構(gòu)變形，第三種方案用于對(duì)比分析有無(wú)溢洪道防護(hù)措施對(duì)壩體結(jié)構(gòu)安全的影響。具體試驗(yàn)方案見(jiàn)表4。前兩種試驗(yàn)方案，分別對(duì)泄流時(shí)間和溢洪道進(jìn)水口堰上水位進(jìn)行控制。通過(guò)調(diào)節(jié)水泵供水量來(lái)控制堰上水位，由于供電電壓有一定波動(dòng)性，很難保證兩種型式溢洪道堰上對(duì)應(yīng)的水位條件完全一致。試驗(yàn)過(guò)程中，盡量保持堰上水位穩(wěn)定且近似一致。壩面無(wú)防護(hù)措施方案試驗(yàn)過(guò)程中所需水量很大，無(wú)法保證堰上固定一定水位，因此，采用固定流量的方式作為試驗(yàn)條件，試驗(yàn)過(guò)程中供水量為120 L/s。

2.5 模型設(shè)計(jì)及監(jiān)測(cè)布置試驗(yàn)制作一個(gè)土壩模型模擬淤地壩，壩前空間用來(lái)模擬水庫(kù)，為溢洪道泄流提供供水條件。以此土壩模型為基礎(chǔ)，在其下游坡先后制作柔性光滑溢洪道及柔性臺(tái)階溢洪道模型。

表4 模型試驗(yàn)方案

土壩模型壩高2.2 m，上游坡比1∶1，下游坡比1∶1.5。溢洪道堰口寬0.45 m，深0.2 m。臺(tái)階溢洪道共設(shè)計(jì)9級(jí)尺寸相同的臺(tái)階，臺(tái)階的具體布置見(jiàn)圖4，光滑溢洪道布置形式與臺(tái)階溢洪道類似。在堰口位置及溢洪道下游分別設(shè)置一個(gè)固定流速測(cè)量點(diǎn)，為保證測(cè)量結(jié)果的可靠性，采用畢托管對(duì)同一位置流速進(jìn)行復(fù)測(cè)。在測(cè)量斷面布置6個(gè)測(cè)量點(diǎn)位，測(cè)點(diǎn)位置見(jiàn)圖4中測(cè)量斷面圖。兩種型式溢洪道的變形的測(cè)點(diǎn)都布置在泄槽的中心線，見(jiàn)圖8。柔性光滑溢洪道的變形測(cè)點(diǎn)在斜坡段沿高度方向每隔10 cm布置一個(gè)，水平段每隔10 cm布置一個(gè)。臺(tái)階溢洪道的變形測(cè)點(diǎn)布置在每級(jí)臺(tái)階的踏步、踢腳和棱線的中間位置（見(jiàn)圖4局部放大）。

圖4 柔性溢洪道模型測(cè)量點(diǎn)布置

3 模型試驗(yàn)過(guò)程

3.1 溢洪道泄洪流量控制方法通過(guò)調(diào)整堰上水頭高度控制溢洪道泄流流量，運(yùn)用水力學(xué)寬頂堰公式計(jì)算泄流量［19］

式中：B為溢流堰凈寬，m；H為計(jì)入行近流速的堰上總水頭，m；m 為流量系數(shù)，根據(jù)水工設(shè)計(jì)手冊(cè)查表可得；C 為上游面坡度影響修正系數(shù)，本文取1；ε為側(cè)收縮系數(shù)，由閘墩厚度及墩頭形狀而定；σs為淹沒(méi)系數(shù)，視泄流的淹沒(méi)程度而定，不淹沒(méi)時(shí)σs=1.0。各試驗(yàn)方案對(duì)應(yīng)流量條件見(jiàn)表5。

3.2 試驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)于柔性光滑溢洪道，在泄洪過(guò)程中，除模型個(gè)別部位由于施加固定釘后導(dǎo)致泄槽底面不平順而產(chǎn)生氣泡外，光滑溢洪道未出現(xiàn)明顯的摻氣現(xiàn)象，如圖5（a）。從泄洪前、后溢洪道的變形來(lái)看，溢洪道沒(méi)有產(chǎn)生明顯的變形。模型土體未發(fā)生明顯沖蝕現(xiàn)象，試驗(yàn)前、后水流顏色未發(fā)生明顯改變，水流保持清澈。

對(duì)于柔性臺(tái)階溢洪道，小流量泄流時(shí)主要為跌落水流狀態(tài)，隨著流量的增加，出現(xiàn)過(guò)渡型水流狀態(tài)。試驗(yàn)泄洪過(guò)程中溢洪道產(chǎn)生水花明顯，如圖5（b），主要由于泄洪水流在臺(tái)階跌落過(guò)程中產(chǎn)生了明顯摻氣現(xiàn)象。同光滑溢洪道類似，模型土體未發(fā)生明顯沖蝕現(xiàn)象，試驗(yàn)前、后水流顏色也未發(fā)生明顯改變。

圖5 柔性溢洪道試驗(yàn)過(guò)程

4 模型試驗(yàn)結(jié)果分析

4.1 柔性溢洪道消能特性分析為了計(jì)算水流能量經(jīng)過(guò)溢洪道的沿程耗散率，選取溢洪道進(jìn)口斷面（堰上斷面）和壩腳斷面作為對(duì)比斷面。根據(jù)能量守恒原理，通過(guò)臺(tái)階段的損失率和上游總能量之比作為消能率，即：

表5 溢洪道模型泄洪試驗(yàn)數(shù)據(jù)

各試驗(yàn)方案結(jié)果表明，柔性光滑溢洪道的消能率在28.5%～30.39%之間，柔性臺(tái)階溢洪道的消能率在80.8%～87.6%之間。對(duì)于柔性光滑溢洪道，堰上水位變化對(duì)消能率影響不大，消能率基本都在30%左右。對(duì)于柔性臺(tái)階溢洪道，隨著堰上水位的增加，其消能率逐漸減小，即堰上水位由11 cm增加至19.5 cm，水位增加幅度77.3%，消能率減小7.6%，說(shuō)明隨著堰上水位的增加消能率減小幅度不大。試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，隨著臺(tái)階溢洪道堰上水位增加，堰上跌落水流的流量及流速也隨之增大，部分水流出現(xiàn)多級(jí)臺(tái)階飛躍現(xiàn)象，即一次跌落多個(gè)臺(tái)階的現(xiàn)象，如圖7（b）。水流不像較低堰上水位方案，從溢洪道入口到出口沿程每級(jí)臺(tái)階都能跌落消能，這種現(xiàn)象導(dǎo)致了臺(tái)階溢洪道的消能率隨堰上水位和泄流流量的增加而減小。對(duì)比分析兩種溢洪道泄洪的消能特性，柔性臺(tái)階溢洪道的消能率明顯大于光滑溢洪道。分析柔性臺(tái)階溢洪道消能效果產(chǎn)生的原因，主要由溢洪道材料表面摩擦、水流跌落及臺(tái)階變形消耗的能量共同作用產(chǎn)生。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)溢洪道的泄洪特性研究很多［20-22］，對(duì)剛性溢洪道泄洪消能機(jī)理給出了解釋。對(duì)于柔性溢洪道消能機(jī)理的解釋并不多。通過(guò)觀察柔性光滑溢洪道泄洪試驗(yàn)過(guò)程，未發(fā)現(xiàn)明顯的水花，說(shuō)明泄洪過(guò)程未產(chǎn)生摻氣消能現(xiàn)象，如圖5（a）和圖6。認(rèn)為光滑溢洪道消能作用主要由兩個(gè)作用共同產(chǎn)生：（1）泄洪水流與柔性泄槽之間的摩阻力；（2）水流沖擊泄槽產(chǎn)生的能量耗散。臺(tái)階溢洪道泄洪產(chǎn)生了大量水花，如圖5（b），其消能作用除了水流與泄槽之間的摩阻力外，泄洪水流的摻氣作用和水流從臺(tái)階跌落消耗的能量起到了很大作用。這也是臺(tái)階溢洪道的消能率遠(yuǎn)大于光滑溢洪道的原因。臺(tái)階溢洪道的泄洪流態(tài)隨著上游堰上水位的增加，逐漸從跌落水流流態(tài)過(guò)渡到滑行水流流態(tài)，如圖7。這種流態(tài)變化將使得臺(tái)階溢洪道的消能效果減弱，最終表現(xiàn)為隨著堰上水深的增加泄洪消能率逐漸減小。

圖6 光滑溢洪道不同堰上水深下的泄流特性

圖7 臺(tái)階溢洪道不同堰上水深下的泄流特性

4.2 柔性溢洪道變形及抗沖刷特性分析通過(guò)對(duì)比，試驗(yàn)前、后兩種型式溢洪道的變形都很小，表觀沒(méi)有明顯的坍塌、滑移現(xiàn)象，見(jiàn)圖8。試驗(yàn)結(jié)束后溢洪道泄槽表面材料未發(fā)生沖蝕破壞，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程循環(huán)水流清澈，未出現(xiàn)因溢洪道土體沖蝕而使水流變渾的現(xiàn)象，體現(xiàn)出新型PET復(fù)合土工材料的抗沖刷能力良好。溢洪道泄槽的最大變形處并未發(fā)生破壞，體現(xiàn)出溢洪道泄槽強(qiáng)度能夠滿足泄洪要求；模型壩體未出現(xiàn)沖刷破壞且溢洪道泄槽與壩體接觸良好，體現(xiàn)出溢洪道泄洪穩(wěn)定性及變形協(xié)調(diào)性良好。

光滑溢洪道最大變形量出現(xiàn)在壩腳和下游導(dǎo)流槽。壩腳處主要表現(xiàn)為下沉變形（最大量值1.2 cm），主要為高速水流沖擊作用而產(chǎn)生。下游導(dǎo)流槽產(chǎn)生一定上浮變形，主要由于水流從壩基下游進(jìn)入模型地基部位，對(duì)PET 復(fù)合土工材料產(chǎn)生一定浮力導(dǎo)致導(dǎo)流槽上浮，最大上浮量值為5 mm。試驗(yàn)前、后泄槽底面位移趨勢(shì)繪制如圖9（a），總體來(lái)看光滑溢洪道泄洪后變形很小，泄洪穩(wěn)定性良好。

圖8 柔性溢洪道試驗(yàn)后外觀

圖9 柔性溢洪道試驗(yàn)前后變形圖

臺(tái)階溢洪道試驗(yàn)前、后泄槽底面位移趨勢(shì)如圖9（b），除了一個(gè)測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)了3.4 cm位移，其他測(cè)點(diǎn)的位移都小于1 cm。說(shuō)明該結(jié)構(gòu)型式具有良好的穩(wěn)定性。相對(duì)于光滑溢洪道，臺(tái)階溢洪道的局部變形略大，但是未發(fā)生整體大范圍變形。

圖10 無(wú)防護(hù)條件模型壩泄流試驗(yàn)過(guò)程

4.3 無(wú)防護(hù)條件模型壩泄流試驗(yàn)相比較于兩種壩體下游面有柔性溢洪道的試驗(yàn)方案，無(wú)防護(hù)條件的土壩在泄流后很快發(fā)生破壞進(jìn)而潰決。無(wú)防護(hù)條件土壩沖蝕首先從下游壩坡開(kāi)始，潰口迅速下切到下游壩腳，在下切過(guò)程中伴隨著潰口側(cè)壁坍塌向橫向擴(kuò)展（圖10）。試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)刻，水流漫過(guò)壩體堰口后迅速?zèng)_蝕下游壩坡（圖10（a））；試驗(yàn)3.5 min時(shí)，在水流的沖刷作用下，壩體下游坡出現(xiàn)“陡坎”現(xiàn)象，圖10（b）；試驗(yàn)7 min時(shí)，水流快速?zèng)_蝕下游壩坡，下游壩坡出現(xiàn)坍塌（圖10（c））；試驗(yàn)10 min時(shí)，潰口逐漸擴(kuò)展，下游壩坡進(jìn)一步坍塌，潰口處上游壩坡開(kāi)始沖蝕（圖10（d））；試驗(yàn)12.5 min時(shí)，潰口進(jìn)一步擴(kuò)展，下游壩坡發(fā)生劇烈坍塌，上游壩坡沖蝕加?。▓D10（e））；試驗(yàn)在25.7 min時(shí)，壩體完全潰決，最終形成一個(gè)貫穿壩體上下游方向的潰口（圖10（f））。由于土體不耐水流沖蝕，且在泄流過(guò)程中壩體缺少有效的防護(hù)措施，很快形成潰口并發(fā)展為壩體最終潰決。與兩種柔性溢洪道方案相比，無(wú)防護(hù)條件模型壩無(wú)法保證通過(guò)壩體泄流安全。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)柔性溢洪道材料的抗沖刷性能進(jìn)行試驗(yàn)，并針對(duì)柔性光滑、臺(tái)階溢洪道及無(wú)防護(hù)條件的泄流模型試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比研究，得到以下結(jié)論：

（1）提出了一種PET復(fù)合土工材料，PET復(fù)合土工材料具有很好的抗水流沖刷能力及保土性，初步具備作為柔性溢洪道表面防護(hù)材料性能的要求。通過(guò)沖刷試驗(yàn)和模型試驗(yàn)綜合驗(yàn)證，該材料最大能夠承受流速為5.26 m/s的水流沖刷而不發(fā)生破壞，也未出現(xiàn)明顯土顆粒流失。

（2）柔性光滑溢洪道的消能率在28.5%～30.39%之間，柔性臺(tái)階溢洪道的消能率在80.8%～87.6%之間。臺(tái)階溢洪道消能效果明顯，優(yōu)于光滑溢洪道。柔性光滑溢洪道泄洪過(guò)程水流的流態(tài)穩(wěn)定、摻氣量較少，柔性臺(tái)階溢洪道泄洪過(guò)程流態(tài)復(fù)雜，摻氣量較多。柔性臺(tái)階溢洪道消能效果，主要由溢洪道材料表面摩擦、水流跌落及臺(tái)階變形消耗的能量共同作用產(chǎn)生的。

（3）泄流前、后溢洪道的變形結(jié)果表明，兩種溢洪道變形都很小，未發(fā)生破壞、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性良好，與壩體結(jié)合良好，驗(yàn)證了柔性結(jié)構(gòu)的可靠性以及適應(yīng)變形方面的優(yōu)勢(shì)。

（4）通過(guò)無(wú)防護(hù)條件的壩體泄流試驗(yàn)表明，在沒(méi)有溢洪道保護(hù)的條件下，土壩壩體是不具備過(guò)水能力的，溢洪道保護(hù)壩體抗水流沖刷的作用明顯。

（5）綜合分析，認(rèn)為柔性臺(tái)階溢洪道消能效果、抗水流沖刷能力及變形穩(wěn)定性都能夠滿足淤地壩工程的要求，為柔性溢洪道向工程推廣提供了理論、試驗(yàn)依據(jù)。