上程水電站工程大田水庫泄洪洞水工模型試驗研究

通過模型試驗對三道灣水電站泄洪洞的相關(guān)物理量進行了計算,從設(shè)計和校核兩種工況分析得出:該泄洪洞設(shè)計方案的泄流能力能夠滿足要求;泄洪洞底板上各測點的空化數(shù)都大于0.3,且各測點均無負壓,故無空蝕危害。下游沖涮試驗得出,沖坑對左岸坡腳有一定的沖刷淘空作用,建議對左岸山坡采取防沖措施。

通過對新疆某水電站導(dǎo)流兼泄洪洞水工模型試驗,在原設(shè)計方案采用傳統(tǒng)底流消能不滿足消能效果的前提下,采用設(shè)置消力墩和摻氣槽方式進行優(yōu)化。試驗證明:優(yōu)化方案能有效地改善消力池內(nèi)的水力特性,起到穩(wěn)定水流流態(tài),提高消能效率,消能率可達到59.32%-67.91%。

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

福生水電站采用底流式消力池消能。其特點是水頭低、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,因此翻板門運行工況有無限制、泄流能力及消能效果能否滿足設(shè)計要求就需要進行深入研究。經(jīng)過斷面模型試驗,優(yōu)化了輔助消能工布置,改善了流態(tài),縮短了池長,提出了翻板門小洪水工況下的不穩(wěn)定流范圍,為設(shè)計提供了依據(jù)。

本文著重闡述了燕山水庫溢洪道、泄洪洞同時泄洪時兩泄水建筑物之間泄流與消能的水工模型試驗研究。

根據(jù)工程建設(shè)需要,為全面驗證工程總體布置和建筑物結(jié)構(gòu)布置的合理性,對某泄水陡坡進行水工模型試驗,分析原設(shè)計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,對泄水陡坡進行優(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。

根據(jù)工程建設(shè)需要,為全面驗證工程總體布置和建筑物結(jié)構(gòu)布置的合理性,對某泄水陡坡進行水工模型試驗,分析原設(shè)計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,對泄水陡坡進行優(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。

博斯坦水庫工程水工模型試驗按重力相似準(zhǔn)則進行設(shè)計.根據(jù)試驗任務(wù)要求,水工試驗?zāi)Ｐ蜑檎龖B(tài)模型.通過試驗,改進原設(shè)計方案的表孔溢洪洞設(shè)計,取消隔墻,加長收縮距離,減小收縮角度,將斜井坡度調(diào)整變緩,將反弧半徑適當(dāng)加大,降低消力池底板高程.

博斯坦水庫工程水工模型試驗按重力相似準(zhǔn)則進行設(shè)計。根據(jù)試驗任務(wù)要求,水工試驗?zāi)Ｐ蜑檎龖B(tài)模型。通過試驗,改進原設(shè)計方案的表孔溢洪洞設(shè)計,取消隔墻,加長收縮距離,減小收縮角度,將斜井坡度調(diào)整變緩,將反弧半徑適當(dāng)加大,降低消力池底板高程。

彎彎川水電站原來是一條引水發(fā)電隧洞,水電站進行挖潛改造,需新修建一條引水隧洞與原來引水發(fā)電隧洞并聯(lián)進行引水發(fā)電。通過水工模型試驗,確定隧洞并聯(lián)引水發(fā)電比舊洞單獨引水發(fā)電減少水頭損失1.914m,機組的有效工作水頭為11.607m,滿足設(shè)計11.50m工作水頭的要求。通過驗證試驗計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,舊洞引水流量為66.85m3/s;新洞的引水流量為38.15m3/s。最后,對模型水流與原型的相似性進行了分析。

薛城水電站樞紐工程水工模型試驗研究——薛城水電站樞紐模型試驗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，沖沙閘排沙及運行方式。攔沙坎的攔沙效果等水力學(xué)問題。通過模型試驗對設(shè)計進行檢驗并提出相應(yīng)優(yōu)化建議?！　?/p>

薛城水電站樞紐模型試驗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,沖沙閘排沙及運行方式,攔沙坎的攔沙效果等水力學(xué)問題。通過模型試驗對設(shè)計進行檢驗并提出相應(yīng)優(yōu)化建議。

正交法在灘坑水電站泄洪洞模型試驗中的應(yīng)用——對灘坑水電站泄洪洞進行了模型試驗，觀測了流態(tài)、水面線、壓力分布、摻氣濃度等水流特性。重點對反弧段進行了優(yōu)化。由于對反弧段影響水流特性的因素較多，采用正交優(yōu)化法對優(yōu)化試驗進行了設(shè)計，使原本需要81組試驗...

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尾水渠,下游河床只允許輕微的沖刷,試驗中通過設(shè)置導(dǎo)流墻、刺墻、護面等等工程措施,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。試驗采取不同的進占拋投方式和變換流量等手段,使截流一氣呵成,順利合龍。

根據(jù)福生水電站沖沙閘佛氏數(shù)低消能效果差的特點,采用物理橫型試驗方法對沖沙閘的泄流能力、水面線、流態(tài)、消能效果及對下游河道沖刷影響進行了試驗研究,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)計提供了依據(jù)。

對羊頭鋪水電站的泄流能力、消能效果、拉沙能力進行了物理模型試驗。通過水工模型比對試驗,采用二級復(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安全的范圍內(nèi);同時在原設(shè)計方案的基礎(chǔ)上,對壩址和攔沙坎等結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化,所取得的試驗成果對工程設(shè)計有一定的指導(dǎo)意義。圖3幅,表2個。

針對東西關(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，利用彎道環(huán)流，對引水渠采用合理的進水口形式，使電站的取水防沙獲得較好的效果。

湖南鎮(zhèn)水電站擴容后,優(yōu)選閘門開啟組合及評估新水力邊界條件下局部沖刷對電站樞紐安全的影響,是電站運行面臨的新課題。本文以水工模型試驗為手段觀測了不同的閘門開啟組合下的水舌擴散狀態(tài)及其對下游電站的影響、泄洪對工程擴建前后下游河道的沖刷狀況,以此制定了最優(yōu)的閘門開啟組合、對擴建后大壩受沖刷影響的安全性進行評估,并提出了工程保護措施。這些成果為水電站安全運行提供了科學(xué)依據(jù)。

通過水工模型試驗,對原設(shè)計方案溢流壩的泄流能力、沿程流態(tài)、流速、水面線及河床局部沖刷進行試驗研究,在優(yōu)化了消能工措施的同時,為管理部門提供了合理的閘門運用方式。

九井崗水電站通過整體水工模型試驗,驗證水庫各特征水位下溢洪道的泄流能力,校核擋墻的設(shè)計高度,分析壩體及岸坡式溢洪道產(chǎn)生氣蝕的可能性,提出優(yōu)化溢洪道進口的布置方案,并根據(jù)下游消能沖刷情況,提出對下游岸坡采取適當(dāng)保護措施的建議。

由于雙口渡水電站的溢流壩泄洪單寬流量大及下游河床狹窄且地質(zhì)條件較差,原初步設(shè)計中擔(dān)心其溢流大單寬泄洪對水舌挑距及兩岸穩(wěn)定性的不利影響,挑射水舌受徑向集中的強烈影響會對下游河床產(chǎn)生的嚴(yán)重沖刷等問題．為此本水工試驗除了驗證泄流能力、水面線及流速分布等常規(guī)試驗內(nèi)容外．著重研究分析溢流拱壩大單寬泄洪對水舌挑距及兩岸的不利影響程度,同時重點研究挑射水舌受徑向集中的強烈影響對下游河床產(chǎn)生的嚴(yán)重沖刷問題,并采取一定的工程措施,最大限度地減輕下游河床沖刷,確保拱壩安全泄洪．

泄水陡坡作為引水式電站的重要建筑物,維系著整個電站工程的安全運行,在落差和泄量較大的工程中顯得尤為重要,而水工模型試驗作為工程運行情況的事先模擬,對優(yōu)化工程設(shè)計方案,提高工程安全度具有重要的指導(dǎo)作用,通過理論計算和試驗驗證,對原設(shè)計進行優(yōu)化,并提出類似工程泄水陡坡設(shè)計中應(yīng)注意的問題,供同行們在工程設(shè)計中參考。