楠溪江供水工程拦河闸枢纽水工模型试验

68 揭西象山拦河闸水利枢纽工程水工模型试验研究 钟伟强，黄智敏 （广东省水利水电科学研究院，广州，510610） 摘要：象山拦河闸位于揭西县河婆镇境内榕江上游，试验通过1:55整体模型，测试和研究拦河闸（橡 胶坝）、冲沙闸的运行流态、流速分布和泄流能力，并对拦河闸消能防冲的布置及消能形式进行了试验 研究和分析，对闸坝工程运行安全性进行分析，试验推荐的消能工布置方案，妥善解决拦河闸上、下 游水流消能问题，消能效果改善明显，可满足设计要求。 关键词：拦河闸；橡胶坝；冲砂闸；电站；底流消能模型试验 1工程概况 象山拦河闸位于榕江上游，揭西县城河婆镇境内，枢纽工程从右岸至左岸依次布置溢流橡胶 坝、冲砂闸、电站。工程挡水部分采用橡胶坝，溢流坝段总长120m，分为二跨，单跨60m，总长 120m，橡胶坝的底板高程32.5m，坝高3.7m。坝后接消力池和海漫工程，消力池深度1

浙江省永嘉县楠溪江供水工程地处楠溪江主流上,因流域位于山区,河道坡降陡,集流快,洪水猛涨猛落,同时受汛期台风暴雨大洪水的重大影响,工程施工难度大、工期长,要跨3个汛期施工度汛.本工程导流方式采用分期围堰、分期导流、分段建设的方式,工程一、二期上、下游横向围堰及纵向围堰必须在非汛期之内完成,以保证主体建筑物的施工安全.本文就此工程度汛方案进行了设计与实施.

结合天南维其克引水枢纽改建工程特点,对工程设计总体布置建立水工模型,通过水工模型试验,提出工程布置的优化方案,为工程实施后运行管理提供了有力保证。

薛城水电站枢纽工程水工模型试验研究——薛城水电站枢纽模型试验研究涉及到枢纽建筑物泄流能力。库区的冲淤形态．取水防沙，冲沙闸排沙及运行方式。拦沙坎的拦沙效果等水力学问题。通过模型试验对设计进行检验并提出相应优化建议。　　

薛城水电站枢纽模型试验研究涉及到枢纽建筑物泄流能力,库区的冲淤形态,取水防沙,冲沙闸排沙及运行方式,拦沙坎的拦沙效果等水力学问题。通过模型试验对设计进行检验并提出相应优化建议。

采用11∶00的整体水工模型,对五里亭水利枢纽工程进行了水力学试验研究;为设计提供了泄流能力、流态、流量水位关系曲线,以及沿程流速、压力分布等许多难以通过计算准确确定的水力参数;澄清了设计中的一些疑难问题并为优化设计提供了依据。

通过建立钦寸水利枢纽溢洪道水工物理模型,对原设计方案下工程实际运行情况进行试验研究与分析,优化了溢洪道进水口左侧护岸、右侧导墙的结构形式和跳流鼻坎位置,从而使泄流流态更平顺,水库调度运行更合理,减少了工程量和工程造价,为工程设计提供了技术依据。

通过水工模型试验,在对设计提交的试验方案进行全面验证的基础上,针对模型试验中暴露的问题,对枢纽模型进行修改和再试验。

根据该工程坝址下游特殊的地形条件,结合现场试验条件,通过建立1:60水工模型,对溢流坝在不同运行条件下的水流流态进行观测,验证溢流坝泄流能力,对溢流坝坝面、坝趾反弧段及消力池底板处压力分布进行研究,并通过消能试验优化消能建筑物结构尺寸。

通过建立大隆水利枢纽溢洪道水工物理模型,对溢洪道进水渠左导墙、控制段中墩和挑流鼻坎尺寸进行优化,使泄洪流态更平顺,水库调度运行更合理。在此基础上对溢洪道的消能和防冲效果进行研究,在满足设计要求的同时减少挑流鼻坎的工程量,降低溢洪道的工程造价。

通过建立大隆水利枢纽溢洪道水工物理模型,对溢洪道运行的水力特性和体形结构进行试验研究,优化了进水渠左导墙布置、控制段中墩形式和挑流鼻坎尺寸,使泄洪流态更平顺,水库调度运行更合理,满足消能防冲要求,减少溢洪道工程的工程量和造价.

上沟水利枢纽溢流坝水工模型试验研究——根据该工程坝址下游特殊的地形地质条件，通过建立1：60水工物理模型，对溢流坝在不同运行条件下的水流流态进行了观测，对其在下游河床和两岸山体造成的冲刷问题和可能产生雾化诱发山体滑坡问题进行了研究，给出了闸门泄...

根据该工程坝址下游特殊的地形地质条件,通过建立1∶60水工物理模型,对溢流坝在不同运行条件下的水流流态进行了观测,对其在下游河床和两岸山体造成的冲刷问题和可能产生雾化诱发山体滑坡问题进行了研究,给出了闸门泄流调度运行控制方案;同时对溢流坝的泄流能力、冲坑深、挑距、电站尾水影响及坝面空蚀空化问题进行了试验研究,对溢流坝闸墩形式、挑角及电站尾水导墙的体型布置进行了优化。

在昭平船闸对槛下两区段分散输水系统的设计、研究及运行经验基础上,设计了巴江口船闸输水系统的关键尺寸及布置型式。12∶0整体物理模型试验研究表明:巴江口船闸输水系统的布置与设计整体上是合理的,各输水水力特征的设计值与模型试验值非常吻合,达到了预期的设计目标。

模型验证是长洲整体水工模型试验的主要内容之一。由于长洲枢纽河势受上、下游边界条件的约束，要求整体正态模型的范围很大，因此需对模型进行验证，主要应用原型实例的水位、流速分布与实测流量，检验模型与原型河道的相似性，确保模型试验的精度。

楠溪江供水工程观测设施设置了闸基渗压计、闸段伸缩缝测缝计及闸室底板钢筋计等仪器设备。本文对工程施工以来的观测数据进行整理分析,为工程验收提供依据。通过分析得出,水闸表面变形较小,各闸段之间相对变形量较小,水闸稳定,整体性好;闸基渗压计测值变化稳定,测值较小;钢筋计测值较小,最大拉压应变均在设计范围。目前未发现异常现象,水闸处于正常状态。

博斯坦水库工程水工模型试验按重力相似准则进行设计.根据试验任务要求,水工试验模型为正态模型.通过试验,改进原设计方案的表孔溢洪洞设计,取消隔墙,加长收缩距离,减小收缩角度,将斜井坡度调整变缓,将反弧半径适当加大,降低消力池底板高程.

福生水电站采用底流式消力池消能。其特点是水头低、流量大,是典型的低佛氏数消能,加之自由溢流坝、翻板门泄水闸、冲沙闸联合泄洪,因此翻板门运行工况有无限制、泄流能力及消能效果能否满足设计要求就需要进行深入研究。经过断面模型试验,优化了辅助消能工布置,改善了流态,缩短了池长,提出了翻板门小洪水工况下的不稳定流范围,为设计提供了依据。

博斯坦水库工程水工模型试验按重力相似准则进行设计。根据试验任务要求,水工试验模型为正态模型。通过试验,改进原设计方案的表孔溢洪洞设计,取消隔墙,加长收缩距离,减小收缩角度,将斜井坡度调整变缓,将反弧半径适当加大,降低消力池底板高程。

根据初选的分槽治理方案及综合治理段规划布置,通过定床清水试验和动床洪水试验,验证了其合理性,确保了工程治理段在各级洪水条件下各部位水流有良好流态,了解了该河段冲淤变化情况,为改进设计方案提供了科学依据。

根据该工程枢纽布置及地形地质条件,结合试验场地的实际情况及计算比较,通过建立1:50的水工物理模型,对溢流坝在不同运行条件下的泄流能力、水流流态、坝面压强及其对下游河床和两岸山体造成的冲刷问题以及对电站尾水渠的影响问题进行了试验研究,对溢流坝闸墩形式、两侧导墙及电站尾水导墙进行了优化。

浙江省鄞州区三溪浦水库为一座中型水库,溢洪道采用开敞式布置,溢流堰由正堰和侧堰组成,进口结构型式及水流条件复杂,理论计算较难把握。为验证维修加固工程溢洪道水力计算的合理性,按sl253—2000《溢洪道设计规范》要求进行了模型试验研究。通过各工况下过流能力、水流流态、压力分布、流速分布、水流空化数等方面的综合分析研究,率定出了较为翔实可靠的流量系数、泄槽边墙高度、明渠底坡等设计参数,为优化调整设计和今后水库科学调度提供了可靠依据。