旧帖 2006-08-14 15:43:59
Post #1
滚水坝漂流技术分析
 
长弓挽月 离线 长弓挽月

滚水坝漂流技术分析

前言:纯技术讨论,欢迎任何人参与,但请保持技术讨论贴的纯洁性(希望斑竹支持)      
  
注明:
1、欢迎转载,但请注明出处。除手绘图外,文中照片转载自网友图片。
2、本文涉及内容仅作为技术讨论之用,任何个人或团队参照文中内容进行任何活动,所产生的任何后果与本人无关!

  
-----长弓挽月 2006-08-14
  

  
  
  
一、  滚水坝漩涡的形成
  

  
1、  人为的漩涡――滚水坝下面的漩涡可以说是人为的,因为这样可以保护坝基
  
2、  消耗势能的漩涡――通过这样的设计,当大水时,强劲的水流从坝顶滑下,直接冲到距离坝基有一定距离的地方,通过搬运和淘洗在这里逐渐形成一个大坑。特别时大坑靠坝基这侧的乱石抵挡了向内回旋的水流,保护了坝基
  
  
  
3、  水流分析
  

  
从截面图我们就可以清晰地了解到滚水坝下水流的情况。上方水流高速向着凹坑中心冲下,在这里形成一个充满气泡的凹陷。冲下的水流经过水底凹坑的导引和反弹,靠近水底一部分往内(坝基方向)顺时针翻滚,更多一部分则向下游方向移动,在水底凹坑的下边缘处上涌,其中一部分流回凹陷,一部分流向下游。
  
4、  水垫、以及不对称滚筒
  

  
  
水流在遇到水底巨石的阻力和反弹时,会向上及左右两边分流,向上的分流涌出水面,表现出来像蘑菇顶一样,因为这个蘑菇顶比周边的水高,在我玩漂和玩K的过程中我个人常常以“水垫”来称呼它以让伙伴明白。在湍急的内河,无论是放排还是行船,观察水垫都是一个基本的功课,至于详情我想以后有机会再探讨吧。
  
不对称滚筒!
从图来看,凹陷的两边各形成了一个水垫,而两个水垫之间就是会困住飘浮物的地方。假设飘浮物够大,而且不会进水(或者根本就是自排水的),理论上应该只是困住,但为什么会翻滚呢?
进一步分析,原来这两个水垫的背后原来是两个速度、能量不一致的“不对称滚筒”
假设是很高的瀑布悬空并且垂直砸下,以凹陷为中心,边缘上的水垫翻滚的速度和势能基本上是一致的,但在滚水坝下面,尤其是水“滑”下滚水坝的时候,则上游的水垫因循环加速的原因,翻滚的速度远远大于下游侧的水垫。
  
图中的黄色部分模拟了一个飘浮物(橡皮艇)的情况:
凹陷下游方向的水垫(回流)将飘浮物抬高,并推向凹陷中心
凹陷上游方向的水垫虽然也能将飘浮物抬高,但是流速很快,并且此处也是水泡最多的地方,浮力相对右边水垫要小
飘浮物在两个不对称滚筒之间,加上浮力偏差的因素,自然靠上游一侧开始被吸入水
飘浮物靠上游的一侧开始下沉,同时右侧抬高,由此更加加大与上游侧高速滚筒的作用力,加速飘浮物的翻转
  
对于平台式的独木舟或者橡皮艇来说,这个过程其实也很快,但在最后一刻,它总是最快速的“扣”过来,而不是翻。
  
特别说明:平台舟灌水不是飘浮物翻滚的主要原因,我在另外一个文章里面也简单说到了另外一个真实案例,那时我用的是大型(满载16人)的U型橡皮艇,中间是漏的,根本不存在灌水的问题,结果还是在激流下出现了翻滚。
  
参考:  
94年,湘西,白河,茶峒至花垣河段。上午8:30起漂,当日下午6点到达终点  
2-3级  
  
U型橡皮漂流艇(具体型号忘记了),13人  
某河流拐弯处遭遇回旋,橡皮艇一侧被巨石顶住,另一侧被激流吸向水底(开始很慢,越来越快),4秒钟后被巨石顶住的一侧高高弹起,被吸的一侧陷入水底,瞬间巨大的漂流艇倒"扣"过来,除3人及时跳水外,其余10人全部被"砸"入水底漩涡!  
http://www.doyouhike.net/forum/202669,0,0,2.html
  
  关于滚水坝漩涡的形成以及如何导致橡皮艇倾覆的事情先讨论到这里,希望抛砖引玉,请行家们都冒个泡,出来探讨探讨。
  
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  下两节我准备就示例图中的实际情况,假设我们真的要通过它,或者在此发生意外应该如何准备,如何应急处理做进一步的探讨。
  
  
二、  应急预案
平面流向图
推断水底情况
区域划分(危险区、安全区、应急线/点)
应急器材
  
最坏的情况
团体脱离
个人脱离(孤注一掷)
  
三、  做一个漂友应该事前掌握的一些知识

长弓挽月 于 2006-08-14 16:51:46 编辑

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有人的地方就有江湖,有江湖的地方就有“毒”木舟

“藏弓坊”独木舟建造学堂 个性战船定制 海洋探险顾问

 
旧帖 2006-08-14 16:58:57
Post #2
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山海笑 离线 山海笑 我还是认为没有专业知识就不要去玩野漂,漂流应该是一项高危的户外运动,有点象飞伞,要经过专业培训及有合格的准备及保护设施才可进行,但那还是危险的。

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勇闯群、纵横四看人生。。。

 
旧帖 2006-08-14 17:32:56
Post #3
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野渡吾人 离线 野渡吾人 欢迎楼主的经验分享。
  
对待任何一种户外活动,我们需要这样冷静的分析与交流
  
你可申请话题管理员来保持帖子主题的相对集中性。

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野渡无人我自逍遥

 
旧帖 2006-08-14 18:26:58
Post #4
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湖畔 离线 湖畔 受教.
 
旧帖 2006-08-14 20:57:36
Post #5
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雪夜孤灯 离线 雪夜孤灯 有意义的帖!
  
人不是水生动物,故在水域活动的风险系数远大于陆地。

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版务: 请联系各讨论区版主
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旧帖 2006-08-14 23:21:21
Post #6
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力美健四哥 离线 力美健四哥 纯粹技术讨论,为吸取昂贵的教训!
就这个个案来说,请教一下,横向(只有25米)游到岸边抓住岸堤等待救援是否可行?

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朋友,开心一点吧!因为你将会死很久......

 
旧帖 2006-08-15 01:04:00
Post #7
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frank 离线 frank 翻扣后的船去向如何,是不是会被迅速甩出漩涡外?

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每滴酱油灿烂每只馄饨

 
旧帖 2006-08-15 09:27:04
Post #8
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游民 离线 游民 分析得不错.
  
台湾K友李元治也转来了一篇有关文章:
http://www.boatsafe.com/nauticalknowhow/lowhead.htm
 
旧帖 2006-08-15 10:21:11
Post #9
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贪玩的小妖 离线 贪玩的小妖 好帖,受益~~smilesmilesmile

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Ich habe einen Traum...

 
旧帖 2006-08-15 12:34:06
Post #10
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日食 离线 日食 你第1个图完全是错的,红色箭头方向应该相反,那个地方是翻花处,是水从下面出来的地方,看上去危险,其实到那里就出去了,水流是向下的.
游民的那个图对,漫水坝下面一般是水泥的,防止水流对坝体的冲击,贴近水泥的水是流向乱流处外边的,速度很快,中上部是回流,水面一直到平滑来水的接触处是倒卷浪,艇接触会有一个扭转的力,加上后面水的推动,艇会马上横过来.
但是这种乱流的区域比较短,只到你图中标出的箭头处,两侧也没有出水口,全是倒卷的区域.
 
旧帖 2006-08-15 12:34:35
Post #11
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琵鹭 离线 琵鹭 有价值的贴子!
哪位英语好,能不能将李元治转的文章翻译一下,拜托!
 
旧帖 2006-08-15 12:39:07
Post #12
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日食 离线 日食
frank wrote:
翻扣后的船去向如何,是不是会被迅速甩出漩涡外?

  
船很难出去的,就在坝下翻滚
 
旧帖 2006-08-15 17:39:10
Post #13
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coffee 离线 coffee 翻译一下,时间太短。将就看吧。不过只写了原因,没写解决方案。请看
http://www.doyouhike.net/forum/202669,0,0,1.html,这里翻译得更好一些。
  
Low-head dams: A not-so clear and present danger
by Virgil Chambers, Executive Director, National Safe Boating Council
  
低水头坝:未明情况及存在的危险
by Virgil Chambers,国家安全划艇协会理事会 执行董事
  
Rivers can be treacherous, not only because of the tremendous power they possess, through the movement of flowing  
  
water, but because of structures they flow over, around and through.
河流可能会很危险,不仅是因为通过水流的力量,所产生的巨大的力量,而且是因为水下,或周边及流经的结构。
  
Hazards like "strainers," fallen trees and debris collecting between rocks and bridge piers that can trap floating  
  
objects, are generally conspicuous. And those familiar with the dynamics of moving water know how the force of the  
  
water, as it comes in contact with different obstructions, can actually hold objects.
如“过滤器”似的危险,折断倒下的树木,及岩石及桥洞、码头之间所堆有的杂物,他们可能会是漂浮物的陷井,通常是很显著的。
  
那些对流水运动动力熟悉的人知道当它接触到其他不同的阻碍物时,水可能会有困住物体的力量。
  
Bridge piers and rocks are potentially dangerous basically because they don't move and the water does. If the water  
  
is moving fast enough, anything or anyone coming in contact with these structures can be held tight against their  
  
upstream side. Once pinned in this way, escape is difficult. We can easily understand the danger and what is  
  
happening when water holds an object against an obstacle.
桥洞、码头及岩石基本上说应是潜在的危险,因为他们静止而水流动。如果水流速度足够快,任何接触到这些结构的物体或任何人都可
  
能会被紧紧地陷入在上游中。一旦被陷在里面,要逃脱是很困难的。可以容易理解危险的存在,及当水流把物体困在阻挡物中间。
  
However, the distinction is not so clear with the dangers associated with the river's most perilous obstruction, the  
  
low-head dam. It is a man-made structure, typically built to back up water in a reservoir for a variety of reasons.  
  
This wall-like structure pools the water as it flows over the crest and drops to the lower level.
然而,区别不是很明显,当与河流最危险的阻挡物关联时,如低水头坝。这是人工结构,主要是建设以储水在水库中,以做各种用途
  
。这种象挡水墙似的结构当流过顶部时积成水塘,并在低水位时跌落。
  
This drop creates a hydraulic, which is a backwash that traps and recirculates anything that floats. Boats and  
  
people have been caught in this backwash. A person caught in the backwash of a low-head dam will be carried to the  
  
face of the dam, where the water pouring over it will wash him down under to a point downstream called the boil. The  
  
boil is that position where the water from below surfaces and moves either downstream or back toward the dam. A  
  
person who is caught in a low head dam struggles to the surface, where the backwash once again carries him to the  
  
face of the dam, thus continuing the cycle.
这种水位跌落产生了水力,产生回流从而陷进并循环任何漂在上面的东西。船或者人可能会被水吸入这种回流中。当人被吸入低水头
  
坝时,会被带到面向水坝的上游,在那里水从头上流下,将人向下冲刷,至下面某处后向下游走,这被称做“Boil”。“Boil”是一个位置,在水面下的某处此位置上,水或者被向下游冲或者又被带到坝上。人被困入低水头坝时,总想浮在水面上,然而被回流所困,被水冲回坝的位置,无法顺水流向下游,这样持续循环。
  
To complicate matters, these dams are usually loaded with debris, such as tires and logs on the surface and rocks  
  
and steel bars just below, posing additional problems should a person get trapped in this dangerous structure.
这些堤坝通常会聚积很多杂物,如水面上有轮胎,枯木,水底有石头和钢筋,事情会更复杂,而且会造成其他附加的问题。
  
Dams do not need to have a deep drop to create a dangerous backwash. During periods of high water and heavy rains,  
  
the backwash current problems get worse, and the reach of the backwash current is extended downstream.
无需多深堤坝就能形成危险的回流。在高水位季及多雨季节里,回流的水流问题就更严重,回流的区域可能会扩展到下游。
  
Small low-head dams that may have provided a refreshing wading spot at low water can become a brutal death trap when  
  
river levels are up. Simply put, it is not the drop of the dam which is the lethal danger, but the backwash current.  
  
This backwash current is governed by volume of water and flow.
能够提供低水位涉水点的小型低水头坝当水位上升时可能会产生致命死亡的陷井。从坝上落下不是致命的,但回流是致命的。回流的水流是由水量及流动决定的。
  
From downstream, you may not realize the danger until it’s too late. From upstream, low-head dams are difficult to  
  
detect. In most instances, a low-head dam does not look dangerous, yet can create a life-threatening situation. You  
  
should always pay attention to warning signs, markers or buoys and keep well clear of low-head dams.  
向下游走时,你可能没有意识到危险,当你意识到时,已经太迟了。向上游走时,低水头坝不易发觉。在更多的事例中,低水头坝看起来不怎么危险,但是可能会产生危及生命的情况。您必须小心注意警告牌,标记及浮标,主动意识它的存在。
  
Thanks to Virgil Chambers for this article.
谢谢Virgil Chambers。
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这个是google到的。
  
低水头水电站 low head hydro-electric station
  通常是指水头在40m以下的水电站。有时将仅有水头2~4m的水电站称为极低水头水电站。低水头水电站多数建在坡降平缓的中下
  
游河段,常常具有对外交通便利,施工条件良好,距离用电中心近,工程较易实施等有利条件,并且常有渠化河道,发展航运和引水
  
灌溉之利。从发电运行特性来看,存在着水库调节径流能力低,多数属径流式电站,如上游无大型水库调节,其出力过程随天然流量
  
的变化而变化,稳定性差。  
coffee 于 2006-08-16 08:53:40 编辑
 
旧帖 2006-08-15 20:37:38
Post #14
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力美健四哥 离线 力美健四哥 感谢coffee的翻译!
文章的结尾说到:您必须小心注意警告牌,标记及浮标,主动意识它的存在。
是否意味着最好的办法还是提早发现并避开危险,有备无患!

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朋友,开心一点吧!因为你将会死很久......

 
旧帖 2006-08-16 12:23:14
Post #15
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琵鹭 离线 琵鹭 谢谢coffee翻译!
 
旧帖 2006-08-16 13:48:38
Post #16
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雨川 离线 雨川 那个坝上斜坝,如果是直下的洄流应该会小很多,加上水深不够,直接作用用大。
  
我了解的应该是前面的水流速慢,坝上冲击水流快碰撞产生的反作用力,上面的浪是向回走的,下面的水流由于压力是向下走的。
  
坝上冲动水量和速度决定了洄流的威力,在水面上我认为是出不去的。
  
那么容易也不用几个人才拖的出来了。
  
诈诈说的,没到现场你不会知道,到了现场你没下去也不会知道!!

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倘徉山水,是依依,不舍春夏秋冬风景;珍爱家园,还默默,体验苦辣酸甜人生。

 
旧帖 2006-08-16 13:54:40
Post #17
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日食 离线 日食 漫水坝的水流如图所示
  

图中A是水泥底和河底交界的位置,水流是沿着光滑的水泥运动的(可能流体力学可以解释),在和河底交界时发生变化,一部分回流形成B区域的翻滚水流,一部分垂直向上在水面形成翻花,还有一部分斜向上.另外在交界处其实还有个小的翻滚水流在水底.水泥底没有石头,但是在交界处的河底会有大的石头,原因是小学找铁牛那个课文上介绍的.
从C到坝,浪是向回走的,所以艇见到回浪就会打横.C附近区域看上去可怕但其实危险已经很小了,翻花的水至少有1半是向下游流的.所以危险的地方就是C到坝的区域.实际上水里不是向图里那么规则,是前后左右乱动的,加上下面水流起到了拌脚的作用,所以站立很困难.因为危险区域一般不宽,所以脱险首先尝试在水面出去,用脚登住坝体,仰资发力,然后用力用手臂划水.要是一定要潜水出去,要尽量贴近水泥底,只有在底附近才有快速流向外边的水流.
在靠岸处,根据硬岸软岸等不同,水流情况很难估计,水情也更可怕,向这里逃生应该说太错误了.
 
旧帖 2006-08-18 16:35:09
Post #18
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彪叔 离线 彪叔 没有大家这些玩意的经验 ,但有过小冲峰(手划)经验。但所有这些坝,
都绝不许近之,远远就上岸拉船过坝就行了。若进入主水道,非专业人士能支配的。人若落水坝,水越浅越危险,多数会碰成重伤,游泳或潜水都难发挥,更谈不上会不会水之类。
  总之,
  1.水坝若非航道,绝不过之。
  2.野水道,若500米内有落差1米以上,水深过1米,水流较急绝不下水。
 
旧帖 2006-08-18 17:08:11
Post #19
回复: 回复: 滚水坝漂流技术分析
 
彪叔 离线 彪叔
彪叔 wrote:
没有大家这些玩意的经验 ,但有过小冲峰(手划)经验。但所有这些坝,
都绝不许近之,远远就上岸拉船过坝就行了。若进入主水道,非专业人士能支配的。人若落水坝,水越浅越危险,多数会碰成重伤,游泳或潜水都难发挥,更谈不上会不会水之类。
  总之,
  1.水坝若非航道,绝不过之。
  2.野水道,若500米内有落差1米以上,水深过1米,水流较急绝不下水。

建议:
  户外或风险活动时,带上两条6到8米的军用背包带,关建时会很有用,
绝对无比二大优点:
1.重量和体积绝对的轻和小。
2.价钱和质量绝对的平和结实。
如果当时,算了.......现在还能说啥?
 
旧帖 2006-08-19 17:24:01
Post #20
回复: 滚水坝漂流技术分析
 
力美健四哥 离线 力美健四哥 建议:  
  户外或风险活动时,带上两条6到8米的军用背包带,关建时会很有用
  
感谢彪叔的提醒,我现在划艇一直都带着。

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朋友,开心一点吧!因为你将会死很久......

 
旧帖 2006-08-19 23:18:23
Post #21
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大 只 佬 离线 大 只 佬
力美健四哥 wrote:
建议:  
  户外或风险活动时,带上两条6到8米的军用背包带,关建时会很有用
  
感谢彪叔的提醒,我现在划艇一直都带着。

  
我今天在东平渔港买了40~50米的救生绳,外带一个扣子,是渔民专用的,就是可以把绳子抛好远,锁腰上的。估计应该有用。
大 只 佬 于 2006-08-21 13:32:05 编辑
 
旧帖 2006-08-21 14:11:32
Post #22
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彪叔 离线 彪叔
大 只 佬 wrote:
  
我今天在东平渔港买了40~50米的救生绳,外带一个扣子,是渔民专用的,就是可以把绳子抛好远,锁腰上的。估计应该有用。

  
绝对有用,我平时出发前也会准备两个加大的的扣,如果上船一定是先在扣上打好结才好出海。
 
  渔船40米的绳,是起码要的。那要多少银两啊,军用绳才 1文1米,但不能拖船,200到300斤吧应当没问题。
  
反正这些绳是最好带上。用时方狠少。
 
旧帖 2006-08-21 15:49:06
Post #23
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大 只 佬 离线 大 只 佬
彪叔 wrote:
  
绝对有用,我平时出发前也会准备两个加大的的扣,如果上船一定是先在扣上打好结才好出海。
 
  渔船40米的绳,是起码要的。那要多少银两啊,军用绳才 1文1米,但不能拖船,200到300斤吧应当没问题。
  
反正这些绳是最好带上。用时方狠少。

  
按斤算的,比较软的,专用的救生绳,一捆4.2斤,42元,大概40~50米长;
扣子很重啊,店家说不重抛不出去,大概有半斤重吧,我有空拍个照上来。
 
旧帖 2006-08-21 21:44:10
Post #24
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第五元素nb 离线 第五元素nb 图中的坝,水流没问题,我试过几次的,用的是激流艇,落水后急划就能冲出,短时间到流的水会把艇整个淹没,稍微屏气奋力划没问题,但一定要了解水下是否有树枝或钢筋等异物,不清楚还是不要划,可在沽水时查看或问当地知情入.
 
旧帖 2006-08-22 08:32:06
Post #25
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彪叔 离线 彪叔
大 只 佬 wrote:
  
按斤算的,比较软的,专用的救生绳,一捆4.2斤,42元,大概40~50米长;
扣子很重啊,店家说不重抛不出去,大概有半斤重吧,我有空拍个照上来。

  
值得推广啊。
我用的扣约3两,但扔个7/8米还是可以的,6元到8元就有得买
绳较轻,卷起6米才不到3两,出门会带两卷,约一手就能拿晒了。
 
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