東西關(guān)水電站施工導(dǎo)流水工模型試驗(yàn)

東西關(guān)水電站施工導(dǎo)流規(guī)劃設(shè)計(jì)與實(shí)施

為大渡河瀑布溝水電站截流工程選擇截流方案進(jìn)行水工模型試驗(yàn)。試驗(yàn)采用寬戧堤截流,設(shè)計(jì)戧堤頂寬分別為25m和60m的兩種試驗(yàn)方案。試驗(yàn)結(jié)果表明:龍口水面線第二次跌落時(shí),方案1在戧堤下游坡腳線附近形成的舌狀體大于方案2,更能充分利用突擴(kuò)造成的局部水頭損失。因此選擇方案1作為最終截流方案。其合理性得到了工程實(shí)踐的驗(yàn)證,具有一定推廣價(jià)值。

福生水電站采用底流式消力池消能。其特點(diǎn)是水頭低、流量大,是典型的低佛氏數(shù)消能,加之自由溢流壩、翻板門泄水閘、沖沙閘聯(lián)合泄洪,因此翻板門運(yùn)行工況有無限制、泄流能力及消能效果能否滿足設(shè)計(jì)要求就需要進(jìn)行深入研究。經(jīng)過斷面模型試驗(yàn),優(yōu)化了輔助消能工布置,改善了流態(tài),縮短了池長(zhǎng),提出了翻板門小洪水工況下的不穩(wěn)定流范圍,為設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

平班水電站二期導(dǎo)流采用底孔導(dǎo)流方式,其導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)高,流量大,底孔出口下游要求水流不能把泥沙帶進(jìn)尾水渠,下游河床只允許輕微的沖刷,試驗(yàn)中通過設(shè)置導(dǎo)流墻、刺墻、護(hù)面等等工程措施,取得了滿意的消能防沖效果。截流工程流量大,龍口地形復(fù)雜、落差大、單寬功率大,合龍?zhí)幱覀?cè)為光滑的混凝土圍堰,材料不易穩(wěn)定。試驗(yàn)采取不同的進(jìn)占拋投方式和變換流量等手段,使截流一氣呵成,順利合龍。

小灣水電站施工導(dǎo)流水力學(xué)模型試驗(yàn)研究——根據(jù)小灣工程的實(shí)際情況、設(shè)計(jì)資料及導(dǎo)流指標(biāo)，系統(tǒng)的分析了導(dǎo)流隧洞進(jìn)出口處的河床堆渣及圍堰爆破拆除后的堆渣對(duì)導(dǎo)流隧洞過流能力的影響和導(dǎo)流隧洞的沖渣能力；下游圍堰坡腳處回流流速分布及對(duì)岸坡和坡腳沖刷的特性與...

彎彎川水電站原來是一條引水發(fā)電隧洞,水電站進(jìn)行挖潛改造,需新修建一條引水隧洞與原來引水發(fā)電隧洞并聯(lián)進(jìn)行引水發(fā)電。通過水工模型試驗(yàn),確定隧洞并聯(lián)引水發(fā)電比舊洞單獨(dú)引水發(fā)電減少水頭損失1.914m,機(jī)組的有效工作水頭為11.607m,滿足設(shè)計(jì)11.50m工作水頭的要求。通過驗(yàn)證試驗(yàn)計(jì)算得出舊引水隧洞的糙率n=0.033,新舊隧洞并聯(lián)引水總流量105m3/s時(shí),舊洞引水流量為66.85m3/s;新洞的引水流量為38.15m3/s。最后,對(duì)模型水流與原型的相似性進(jìn)行了分析。

泄水陡坡作為引水式電站的重要建筑物,維系著整個(gè)電站工程的安全運(yùn)行,在落差和泄量較大的工程中顯得尤為重要,而水工模型試驗(yàn)作為工程運(yùn)行情況的事先模擬,對(duì)優(yōu)化工程設(shè)計(jì)方案,提高工程安全度具有重要的指導(dǎo)作用,通過理論計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證,對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,并提出類似工程泄水陡坡設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題,供同行們?cè)诠こ淘O(shè)計(jì)中參考。

根據(jù)工程建設(shè)需要,為全面驗(yàn)證工程總體布置和建筑物結(jié)構(gòu)布置的合理性,對(duì)某泄水陡坡進(jìn)行水工模型試驗(yàn),分析原設(shè)計(jì)體型存在的主要問題。通過增設(shè)摻氣槽、懸柵、修改模型尺寸,對(duì)泄水陡坡進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明,泄水陡坡過流能力滿足要求,工程總體布置和建筑物結(jié)構(gòu)布置合理,滿足冬季排冰需求。

溪洛渡水電站泄洪洞采用龍落尾式布置,由于水頭高,水流在龍落尾后,流速可達(dá)到40~50m/s,屬于水利工程的超高速水流問題,體型稍有不慎,容易造成極大的破壞。通過1∶45的水工模型試驗(yàn),分析出溪洛渡水電站泄洪洞原設(shè)計(jì)體型存在的主要問題為反弧末端附近摻氣濃度低和出口挑流水舌沖擊河道對(duì)岸。通過增設(shè)摻氣坎,修改挑坎體型和洞身曲線,對(duì)泄洪洞體型進(jìn)行了優(yōu)化。并通過模型試驗(yàn)對(duì)優(yōu)化體型進(jìn)行了檢驗(yàn)。

根據(jù)福生水電站沖沙閘佛氏數(shù)低消能效果差的特點(diǎn),采用物理橫型試驗(yàn)方法對(duì)沖沙閘的泄流能力、水面線、流態(tài)、消能效果及對(duì)下游河道沖刷影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究,提出了優(yōu)化后的消耗建筑物型式和結(jié)構(gòu)尺寸,為設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

對(duì)羊頭鋪水電站的泄流能力、消能效果、拉沙能力進(jìn)行了物理模型試驗(yàn)。通過水工模型比對(duì)試驗(yàn),采用二級(jí)復(fù)式消能能較好地解決泄流消能的問題,保證下泄流速在相對(duì)安全的范圍內(nèi);同時(shí)在原設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上,對(duì)壩址和攔沙坎等結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化,所取得的試驗(yàn)成果對(duì)工程設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)意義。圖3幅,表2個(gè)。

通過對(duì)溫泉水電站深孔泄洪洞的水工模型試驗(yàn)研究,完善優(yōu)化了深孔泄洪洞的挑流消能段的設(shè)計(jì)方案,使洞內(nèi)水流流態(tài)及出口挑射水流對(duì)下游河床的沖刷狀態(tài)均有所改善,試驗(yàn)成果對(duì)工程設(shè)計(jì)和其他模型試驗(yàn)均具有一定的借鑒意義。

斑桃水電站大壩通過水工模型試驗(yàn)驗(yàn)證原設(shè)計(jì)方案,優(yōu)化溢流堰體型,提出下游消能防沖措施,使上、下游水流穩(wěn)定銜接,保證建筑物安全,為設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供依據(jù)。

烏東德水電站泄水拱壩下游水墊塘深達(dá)80~125m,巖石堅(jiān)硬,抗沖能力強(qiáng),是一個(gè)條件優(yōu)越的天然水墊塘,所以考慮水墊塘不設(shè)混凝土保護(hù),下游消能區(qū)300m內(nèi)采用接地式護(hù)岸,300m后采用懸掛式護(hù)岸,水工整體模型試驗(yàn)研究表明該布置方案是可行的。

通過水工模型試驗(yàn),在對(duì)設(shè)計(jì)提交的試驗(yàn)方案進(jìn)行全面驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,針對(duì)模型試驗(yàn)中暴露的問題,對(duì)樞紐模型進(jìn)行修改和再試驗(yàn)。

通過對(duì)劉家溝水電站水工模型的優(yōu)化試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)溢洪道進(jìn)水渠右導(dǎo)墻體型采用兩圓弧+直線段結(jié)構(gòu)能夠較好的解決泄流流態(tài)問題,而消能形式采用泄槽出口平臺(tái)設(shè)t型墩+岸坡分散水流+平臺(tái)挑射出流的聯(lián)合結(jié)構(gòu)亦能夠達(dá)到令人滿意的消能效果。

斑竹園水電站是典型的山區(qū)河流低水頭的小水電站,泄洪單寬流量大,泄洪消能任務(wù)較重。通過整體水工模型試驗(yàn),對(duì)泄洪能力、水流流態(tài)、流速分布、消力池消能效果、攔沙排沙方案及電站尾水渠水位波動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)研究,驗(yàn)證和優(yōu)化了設(shè)計(jì),提出了兩級(jí)復(fù)式消力池及合理的泄洪運(yùn)行方案,為工程決策提供了科學(xué)依據(jù),可為類似的山區(qū)小水電消能設(shè)計(jì)提供參考。

東西關(guān)水電站施工導(dǎo)流水工模型試驗(yàn)研究

針對(duì)東西關(guān)工程的低佛氏數(shù)和大單寬流量的泄水建筑物的消能防沖問題，通過模型試驗(yàn)研究了消能工的布置形式。依據(jù)電站布置在嘉陵江大河彎的特點(diǎn)，利用彎道環(huán)流，對(duì)引水渠采用合理的進(jìn)水口形式，使電站的取水防沙獲得較好的效果。

通過模型試驗(yàn)對(duì)三道灣水電站泄洪洞的相關(guān)物理量進(jìn)行了計(jì)算,從設(shè)計(jì)和校核兩種工況分析得出:該泄洪洞設(shè)計(jì)方案的泄流能力能夠滿足要求;泄洪洞底板上各測(cè)點(diǎn)的空化數(shù)都大于0.3,且各測(cè)點(diǎn)均無負(fù)壓,故無空蝕危害。下游沖涮試驗(yàn)得出,沖坑對(duì)左岸坡腳有一定的沖刷淘空作用,建議對(duì)左岸山坡采取防沖措施。

薛城水電站樞紐工程水工模型試驗(yàn)研究——薛城水電站樞紐模型試驗(yàn)研究涉及到樞紐建筑物泄流能力。庫區(qū)的沖淤形態(tài)．取水防沙，沖沙閘排沙及運(yùn)行方式。攔沙坎的攔沙效果等水力學(xué)問題。通過模型試驗(yàn)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行檢驗(yàn)并提出相應(yīng)優(yōu)化建議?！　?/p>

根據(jù)工程建設(shè)需要,為全面驗(yàn)證工程總體布置和建筑物結(jié)構(gòu)布置的合理性,對(duì)某泄水陡坡進(jìn)行水工模型試驗(yàn),分析原設(shè)計(jì)體型存在的主要問題。通過增設(shè)摻氣槽、懸柵、修改模型尺寸,對(duì)泄水陡坡進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明,泄水陡坡過流能力滿足要求,工程總體布置和建筑物結(jié)構(gòu)布置合理,滿足冬季排冰需求。