巴山水电站溢洪道挑流消能方案试验优化研究

针对刘家沟水电站溢洪道消能效果不理想以及下游岸坡冲刷严重问题进行水工模型试验,在原方案基础上开展了一系列改善溢洪道消能防冲效果的优化试验.经过多方案比选验证,在满足溢洪道泄流能力的条件下,采用岸坡分散水流结合公路平台挑流的方案消能效果更为理想,下游河床河势稳定,且造价合理,较好地解决了工程所在下游河床较为狭窄且右岸岸坡存在大型崩滑体的技术难题.

金佛山水电站溢洪道水头高、泄量大、下游消能区地质条件差,为改善其消能段的水流流态,提高效能效率,通过整体模型试验,在原方案的基础上对溢洪道进行优化试验研究。结果表明,优化方案较原方案在水面波动、动水压强及其出池流速和消能效率等方面有明显改善,可满足消能要求,可为类似工程提供参考。

针对鱼背山水电站溢洪道单宽流量大、落差高且需保证下游梯级电站正常运行的特点，设计了两种型式的消能工，并对其消能特性进行了水工模型试验研究，为溢洪道消能工的优化设计提供了试验成果。

文章对达克曲克水电站溢洪道进口体型原设计方案进行优化,推算进口导墙控制方程,保证水流平顺稳定进入泄槽,满足溢洪道正常使用。

针对瓦村水电站溢洪道出口水流挑距过大、水舌空间扩散效果不佳、入水区域集中、泄洪消能效果差及泄槽内水翅现象严重等问题,采用比尺为1∶60的正态物理模型对溢洪道体型进行优化试验研究。结果表明,在闸墩尾部加设尾墩,使泄槽段水流流态有了极大的改善,水流平顺,基本上消除了水翅现象;采用连续燕尾挑坎使溢洪道出口水舌合理归槽,空中扩散效果良好,解决了入水集中的问题,消能效果较好,所提挑坎布置形式可供相关工程参考。

针对清江水布垭水利枢纽河岸式溢洪道具有泄量大、水头高、下游消能区环境地质差等特点，通过１∶１００整体模型对一级挑流消能防冲布置及消能形式进行了３个方案试验研究，结果表明：方案三的引渠流速、流态、水面比降、泄流能力及下游冲刷等的水力学指标基本上能满足设计要求，并指出还有待研究的问题。

针对某水电站大坝坝址河谷狭窄、水头高、洪水峰高量大,致其泄洪消能措施复杂的问题,通过1∶100水工整体模型优化坝身泄流建筑物体型,表孔采用单边扩散加齿坎,中孔采用平底型及上翘型。模拟结果表明,优化方案实现了各孔水流在跌落下降过程中的碰撞扩散消能,有效减小了下泄水流射入水垫塘的动水压力,底板冲击压力由284.5kpa下降到137.3kpa以下,较好地解决了泄洪消能问题,保证了大坝和消能建筑物的安全。

哪年第期广东水利水电 杨溪水三级水电站溢流坝挑流消能试验研究 黄智敏罗洪飘万鹏 广东省水利水电科学研究所乳源县水电局广东省水利水电科学研究所 工程简介 杨溪水三级水电站位于广东省乳源县境内的杨 溪水下游 , 是杨溪水三个梯级水电站在建的第一个 电站 , 电站以发电为主 , 兼有灌溉 、 供水 、 防洪等综合 利用的水利枢纽工程 。 枢纽的泄水建筑物为孔溢 流坝 , 采用开敞式溢流堰 , 堰顶高程 , 进口宽 , 堰面为 · 曲线实用堰 , 溢流坝 下游反弧半径二 , 鼻坎挑射角度 。、 出 口高程见图 。 肠 图杨溪水三级水电站溢流坝布置图 溢流坝正常蓄水位为 , 年一遇设计洪 峰流量二耐 , 年一遇校核洪峰流量口 二衬 。 坝址处河床狭窄 , 两岸山体雄厚 , 左 岸坡较平缓 , 左岸坡脚处有一条坚硬已硅化的断 层带

在1:60溢流坝表、中泄水孔断面模型上对密松水电站泄水建筑物的布置方案进行了泄流能力、流速流态、压力分布等相关水力学问题的试验,并通过十多个方案的比较优化,提出了基本可行的泄水建筑物体型和消力池型式。研究成果表明:表孔采用合适的宽尾墩形式,对增加消能率、缩短消力池池长有利,但无法消除宽尾墩形成的水翅击打两侧导墙现象;表孔取消宽尾墩,采用跌坎式消力池方案,可有效降低底流消能时的池底板流速,同时消除宽尾墩形成的水翅击打两侧导墙现象,达到较满意的消能效果。本文中十数个消能方案的研究成果,对类似工程的设计和科研均有参考价值。

为改善中咀坡水电工程溢洪道进水渠流态,提高泄流能力,通过试验对进水口中墩进行优化设计,提出了变宽度淹没式斜尾墩的最优设计方案;验证该方案在流态和泄流能力方面都达到了令人满意的效果。

研究与应用杨溪)fc三级木电站盏流坝挑流消能试验研究 图5变挑角连续式斜向高低鼻坎尺寸固 议方案的鼻坎挑水舌高度和射距加大，下游水面处 的水舌人水纵向长度比原设计方案明显增加(见表 】)，明显减少了挑射水舌进入下游河床水面的单位 面积能量(流速)，减轻了下游河床的冲刷。 图7建议方案挑射水舌分布图 溢流坝小流量泄流的试验表明，鼻坎收缩段内 水流无明显的漩滚、鼻坎出口断面产生贴流的流量 较小，对坎基不会产生明显的冲刷，其原因分析为： (1)三孔溢流坝鼻坎出口断面中间15m宽的鼻坎 挑角仍为25。，在小流量泄流时，溢流坝挑坎的起挑 流量比常规坎的起挑流量元朗显的增大；(2)小流 量泄流时，由溢流坝堰顶闸门控制泄流，以保持上游 笤匕 —卫—— 原设计方案比较方禀建议方素 图6各方案鼻坎出口断面水深分布图 表2下游冲刷

通过马堵山水电站溢流表孔水工断面模型消能型式优化试验表明,采用矩型宽尾墩+挑流的联合消能方式可以有效地消杀下泄水流的巨大能量,大坝下游河床冲坑深度明显减小,整体试验表明该消能方式能够有效地减小下游河道两岸回流范围和强度,为设计提供了科学依据。

为改善刘家沟水电站溢洪道消能形式、减小下泄高速水流对河床和岸坡的冲刷破坏,通过对溢洪道不同消能方案的对比试验研究,提出了岸坡分散水流冲刷河床的消能设计方法,进一步试验验证该方案在泄流流态和消能效果方面都达到了令人满意的效果。

清滩子水电站位于重庆市开县境内,溢洪道头落差高达122.6m,下泄水流速较大,由于溢洪道末端直接入小东河天然道内,过高的下泄流速不仅威胁溢洪本身运行安全还影响游下河道河床、河势稳定。因此文拟借助物理模型试验,通过优化清滩子水电站原消能结构方案,来有效消减下泄水流能量,减小下泄水流流速。

鉴于淋溪河水电站溢洪道原设计方案的种种缺陷,基于弗劳德准则,采用1∶60的模型比尺,通过设置表孔和深孔出口体型,研究了不同体型参数下泄流能力和水流对水垫塘底板的冲击压力。试验结果表明,优化后的底板冲击压力由14.50kpa降至11.44kpa,脉压均方根由95.67kpa降至45.55kpa,同时水垫塘长度由269.5m减小至169.5m,仍满足泄洪消能要求。研究成果可为同类工程提供参考。

龙滩水电站溢洪道的大单宽流量及高水头特性决定了掺气设施设置的复杂性,过高的掺气坎可能使得挑射水流高程较高,增加导墙的高度,进而增加工程造价;而过低的掺气设施可能使得掺气不充分,进而产生负压,影响掺气设施的安全性。文章通过多个试验方案选定能前、后期结合的龙滩水电站溢洪道(低坎)前期人工掺气系统的形式和几何尺寸,并论证了该系统的减(免)蚀效果。可为类似工程设计提供参考。

针对黄登水电站泄洪消能原方案存在的问题,通过1∶50整体水工模型试验,研究了传统挑坎(窄缝坎、扩散坎、斜切坎)与新型燕尾坎在黄登水电站表、底孔上的适用性问题,分析了燕尾坎对挑流消能的影响。结果表明,与传统窄缝坎相比,燕尾坎对上游来流的适应性更好,挑坎边墙的动水荷载小,在拉近最近挑距、避免对右岸边坡和下游围堰堰脚冲刷的同时,减小了电站尾水区附近水流的波动,水垫塘内底板基岩的冲淤结果满足\"护坡不护底\"的要求,可供类似工程参考。

在狭窄地形条件下,溢洪道布置设计,很难保证出口连续式鼻坎挑射水流平顺归河,甚至水股直冲对岸,威胁山体稳定;更由于挑射水流能量集中,所形成的冲坑深度过大,危及到河岸、甚至相邻建筑物的安全。针对这一情况,云南太华水库溢洪道通过水工模型试验研究,考虑在不过多改变原设计方案的情况下,采用斜鼻坎,迫使出坎水舌在平面上转向的同时沿竖向大幅拉开,使水流平顺归河,降低水股对落点的冲刷。

贵州省遵义市鱼塘水电站岸坡式溢洪道底流水跃消能工设计中,比较了各种型式的消力墩、消力坎的作用及布置和常用的消力池型式。对矩形断面下挖式消力池与综合式b型消力池进行了对比分析,探讨了在大单宽流量、高流速情况下,如何合理运用消力墩、消力坎以改善消力池的工作状况,提高了消能效率,最大限度地减轻了下游河道冲刷

大流量水电站的消能设计历来都是非常复杂和困难的.在1:60溢流坝表、中泄水孔断面模型上对密松水电站泄水建筑物的布置方案进行了泄流能力、流速流态、压力分布等相关水力学问题的试验研究,并通过10多个方案的比较优化,提出了基本可行的泄水建筑物体型和消力池型式.研究成果表明:表孔取消宽尾墩,采用跌坎式消力池方案,可有效降低底流消能时的池底板流速,同时消除宽尾墩形成的水翅击打两侧导墙现象,达到了较满意的消能效果.试验成果对该工程设计提供了较好的参考方案,并对类似工程有很好的启发借鉴作用.

1991年6月水电工程研究第l期 直孔水电站泄洪消能试验研究 鄢永安 【扭善】本文通过直孔水电站泄摇消能朐试验研究，采用宽尾墩，扩散式捎力池、差动式 尾坎、反皱式海漫组成的综合性请能工，较好地解决了底孔与镒流坝共处一恐的水流衔接帮 捎能问题。 刖百 直孔水电站位于西藏自治区拉萨河中游墨竹工卡县直孔乡境内，下游距拉萨市106 km。本工程以发电为主，兼顾灌溉，电站装机容量1o万kw，最大坝高55．6m，设计 洪水流量3200m／s(500年一遇)，校核洪水流量4870m。／s(万年一遇)。推荐的 枢纽布置方案见图1，主要水工建筑物包括岸边式进水口，压力隧洞，岸边式厂房、右 岸连接坝段，底孔及溢流坝段、导墙段及土石坝等。其特点是底孔与溢流坝共处一池， 这是为了使底孔水流提前扩散和消能，避免对厂房尾水的影响。 水工模型试

鱼跳水电站枢纽泄洪建筑物重叠布置，通过试验采用水流碰撞和扩散相结合的消能方式。本文较详细地介绍了有关水工模型试验。