廟子頭水電站兩種堰型選擇水閘斷面模型試驗(yàn)研究

根據(jù)工程建設(shè)的需要對(duì)某泄水陡坡進(jìn)行水工模型試驗(yàn),驗(yàn)證其總體布置和建筑物結(jié)構(gòu)布置的合理性,分析原設(shè)計(jì)體型存在的主要問(wèn)題,對(duì)泄水陡坡體型進(jìn)行優(yōu)化,且在消力池內(nèi)設(shè)置了消能懸柵,并進(jìn)行體型優(yōu)化試驗(yàn)。試驗(yàn)表明,優(yōu)化后的泄水陡坡過(guò)流能力滿足要求,消力池內(nèi)懸柵的設(shè)置,改善了消力池內(nèi)的水流流態(tài),工程總體布置和建筑物結(jié)構(gòu)布置合理。

灘坑水電站工程采用全段圍堰和隧洞泄流的導(dǎo)流方式。上下游圍堰均采用土石過(guò)水圍堰型式。通過(guò)初步模型試驗(yàn),調(diào)整了堰體和壩體過(guò)流保護(hù)措施。為進(jìn)一步改善上游過(guò)水圍堰的水力條件,降低過(guò)堰最大流速,確保圍堰和壩體度汛安全,進(jìn)行了堰型修改模型試驗(yàn)。本文試驗(yàn)中,進(jìn)一步研究了降低上游圍堰高程、抬高上游圍堰下游側(cè)平臺(tái)高程、抬高大壩過(guò)流壩面高程和下游圍堰壩頂高程的各種組合工況的技術(shù)合理性。這些成果為工程導(dǎo)截流設(shè)計(jì)與施工組織及壩體度汛提供了重要的指導(dǎo)作用。

尾水壅水堰是電站尾水位下降整治中一種全新的工程措施。根據(jù)模型試驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果,研究了在閩江水口水電站尾水渠修建壅水堰后尾水渠水位變化及近壩河段的水流條件變化。結(jié)合地形、地貌、尾水渠的特點(diǎn)對(duì)原方案堰軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)得到了3個(gè)修改方案并進(jìn)行了優(yōu)化,其模型試驗(yàn)結(jié)果分析表明:優(yōu)化方案的各項(xiàng)水力要素滿足工程要求。

瓦斯河龍洞水電站是以發(fā)電為單一開(kāi)發(fā)目標(biāo)的引水式電站,隨著時(shí)間推移電站需經(jīng)歷近期到遠(yuǎn)期兩種不同庫(kù)水位運(yùn)行條件,因此,電站設(shè)計(jì)階段,其取水防沙措施必須兼顧攔沙、拉沙、導(dǎo)沙等設(shè)施的近期和遠(yuǎn)期兩種運(yùn)行條件,并能節(jié)省投資和方便未來(lái)施工改造,這在一定程度上增加了優(yōu)化設(shè)計(jì)和模型試驗(yàn)的難度。通過(guò)水工模型試驗(yàn)研究,開(kāi)展了該電站不同時(shí)期引水防沙的研究,并對(duì)樞紐導(dǎo)沙、防沙設(shè)施布置及結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了優(yōu)化,從而較好解決了電站的引水防沙問(wèn)題,也為以后類似的需分期運(yùn)行的電站如何處理好不同時(shí)期的泥沙問(wèn)題提供一定的參考。

福生水電站溢流壩采用底流消能。其特點(diǎn)是水頭低、流量大,屬典型的低佛氏數(shù)消能,經(jīng)斷面水工模型試驗(yàn),優(yōu)化了消能工布置,改善了水流流態(tài),池長(zhǎng)縮短11%,消力墩減少1/2,為設(shè)計(jì)提供了可靠依據(jù)。

針對(duì)深溪溝水電站泥沙淤積問(wèn)題進(jìn)行了相應(yīng)的物理模型試驗(yàn)研究。在驗(yàn)證廠前導(dǎo)沙坎攔沙效果的基礎(chǔ)上,分別研究了在電站正常運(yùn)行結(jié)合泄洪沖沙以及關(guān)閉電站敞泄拉沙2種樞紐調(diào)度方式下的庫(kù)區(qū)泥沙淤積物的沖刷效果。試驗(yàn)結(jié)果表明:關(guān)閉電站敞泄拉沙時(shí)庫(kù)區(qū)泥沙淤積物被大量沖刷,河床高程明顯降低,尤以來(lái)流量6290m3/s和3300m3/s2個(gè)級(jí)別的沖刷效果最好。

通過(guò)對(duì)黃登水電站進(jìn)行不同寬度戧堤的截流模型試驗(yàn),獲得了截流過(guò)程中的主要龍口水力學(xué)參數(shù)。對(duì)比研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果后,提出采用20m寬度窄戧堤進(jìn)行截流試驗(yàn),為工程截流的實(shí)施提供了科學(xué)的依據(jù)。

糯扎渡水電站截流模型試驗(yàn)研究——通過(guò)水力學(xué)模型試驗(yàn)，驗(yàn)證了糯扎渡水電站設(shè)計(jì)的戧堤位置布置，研究確定了截流流量、預(yù)進(jìn)占長(zhǎng)度，并對(duì)在截流流量1220m3／s下，戧堤進(jìn)占各區(qū)段的龍口水力特性和拋投材料的使用情況進(jìn)行了分析，為截流施工方案的決策和施工組織...

巖壁吊車梁是一種既經(jīng)濟(jì)又安全的新型支撐結(jié)構(gòu),其原理是利用一定長(zhǎng)度的注漿長(zhǎng)錨桿,把鋼筋混凝土梁固定在巖壁上。吊車的全部荷載是通過(guò)錨桿和混凝土梁與巖石接觸面上的摩擦力傳到巖體上的。大朝山水電站主廠房吊車梁就是采用這種結(jié)構(gòu)。通過(guò)巖壁吊車梁模型承載力試驗(yàn),了解巖壁吊車梁的超載能力、在荷載作用下應(yīng)力的分布并優(yōu)化設(shè)計(jì)。

結(jié)合新集水電站模型試驗(yàn),針對(duì)其佛氏數(shù)低且發(fā)生2次水躍的特點(diǎn),嘗試性地將t形墩布置在消力池中間,且適當(dāng)加高尾坎的方案,能有效地提高消能率13%左右。并根據(jù)模型試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)t形墩消力池消能特性進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析,還通過(guò)消能計(jì)算,得出消能段的消能分配比率,對(duì)進(jìn)一步研究t形墩消能機(jī)理很有幫助,也希望對(duì)同類工程有一定借鑒作用。

福生水電站溢流壩模型試驗(yàn)研究——福生水電站溢流壩采用底流消能。其特點(diǎn)是水頭低、流量大，屬典型的低佛氏數(shù)消能，經(jīng)斷面水工模型試驗(yàn)，優(yōu)化了消能工布置，改善了水流流態(tài)，池長(zhǎng)縮短11％，消力墩減少1／2，為設(shè)計(jì)提供了可靠依據(jù)?！　?/p>

茶林河水電站整體模型試驗(yàn)研究一文，分析論證了水電站樞紐布置的合理性、溢流壩的泄注能力、消能防沖與閘門調(diào)度方案；介紹了電廠尾水、船閘進(jìn)出口水流條件與修改措施。

通過(guò)麥洛維#1堰孔水工模型試驗(yàn),獲得#1堰孔面板壓力與流速分布規(guī)律,針對(duì)水流漫過(guò)上游疊梁門、部分完工的堰孔面板及下游疊梁門的過(guò)流情況,提出了相應(yīng)的工程措施。

對(duì)擬建水庫(kù)的長(zhǎng)、短旁通洞排沙效果進(jìn)行了水工模型試驗(yàn)研究,試驗(yàn)中率定了旁通洞的泄流能力;觀測(cè)了旁通洞進(jìn)口及洞內(nèi)流態(tài);測(cè)量了長(zhǎng)、短旁通洞在正常水位下,宣泄不同流量時(shí)的含沙量等.試驗(yàn)結(jié)果表明：在閘門全開(kāi)情況下,長(zhǎng)、短旁通洞的泄流能力均超過(guò)200m3/s;在輸沙模數(shù)1200t/km2考慮下,長(zhǎng)旁通洞方案中水典型年過(guò)機(jī)年平均含沙量為51.3g/m3,短旁通洞方案中水典型年過(guò)機(jī)年平均含沙量為59.0g/m3.研究結(jié)果證明：長(zhǎng)、短旁通洞泄流能力均滿足分流要求、旁通洞進(jìn)口段與導(dǎo)流洞結(jié)合段無(wú)不良流態(tài)、短旁通洞的輸沙能力略優(yōu)于長(zhǎng)旁通洞方案.

對(duì)擬建水庫(kù)的長(zhǎng)、短旁通洞排沙效果進(jìn)行了水工模型試驗(yàn)研究,試驗(yàn)中率定了旁通洞的泄流能力；觀測(cè)了旁通洞進(jìn)口及洞內(nèi)流態(tài)；測(cè)量了長(zhǎng)、短旁通洞在正常水位下,宣泄不同流量時(shí)的含沙量等。試驗(yàn)結(jié)果表明:在閘門全開(kāi)情況下,長(zhǎng)、短旁通洞的泄流能力均超過(guò)200m3/s；在輸沙模數(shù)1200t/km2考慮下,長(zhǎng)旁通洞方案中水典型年過(guò)機(jī)年平均含沙量為51.3g/m3,短旁通洞方案中水典型年過(guò)機(jī)年平均含沙量為59.0g/m3。研究結(jié)果證明:長(zhǎng)、短旁通洞泄流能力均滿足分流要求、旁通洞進(jìn)口段與導(dǎo)流洞結(jié)合段無(wú)不良流態(tài)、短旁通洞的輸沙能力略優(yōu)于長(zhǎng)旁通洞方案。

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(guò)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(wèn)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)。

klt水電站為一座高水頭、大泄量及地質(zhì)條件復(fù)雜的工程,其溢洪道泄洪消能建筑物直接影響到工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性,為論證其整體布置方案的合理性,開(kāi)展模型試驗(yàn)研究,通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)體型布置,改善水力特性及消能區(qū)沖刷情況,為工程設(shè)計(jì)方案優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。成果可供類似的工程借鑒參考。

雙江口水電站排沙工程的正態(tài)斷面模型試驗(yàn),主要研究雙江口水電站大壩底孔排沙工程措施,通過(guò)對(duì)天然河沙,樹(shù)脂沙及洗精煤模型沙的起動(dòng)流速,排沙工程的排效效果研究,為變態(tài)整體模型試驗(yàn)提供設(shè)計(jì)的和參考數(shù)據(jù)。

彎彎川水電站原來(lái)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(lái)引水發(fā)電隧洞并聯(lián)進(jìn)行引水發(fā)電。通過(guò)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(guò)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。

樂(lè)昌峽水利樞紐工程壩址河道狹窄,電站尾水出水口靠近溢流壩,溢流壩泄洪對(duì)電站尾水出水口出水渠安全運(yùn)行影響較大。該文在水力模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)電站出水口出水渠布置進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,滿足了工程安全運(yùn)行的要求。

水電站無(wú)壓引水隧洞非恒定流模型試驗(yàn)研究——水電站無(wú)壓引水隧洞在運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)非恒定流水力現(xiàn)象，而物理模型試驗(yàn)則是確定這類無(wú)壓引水隧洞非恒定流水力參數(shù)的重要手段。本文通過(guò)具體工程應(yīng)用實(shí)例，介紹了無(wú)壓引水隧洞非恒定流模型試驗(yàn)的模型率和設(shè)計(jì)方法，指出...