烏江東風(fēng)水電站溢洪道水力設(shè)計(jì)的試驗(yàn)研究

=1．8065，令=0．o602，令=o1，0．0725．設(shè)計(jì)水位974．13m．模型布置見 圖i． (一)門槽流態(tài) 減壓及常壓試驗(yàn)均表明“．左右 門槽在各級(jí)水位下均產(chǎn)生大尺度立軸旋 媧．流經(jīng)門槽的水流撞擊下游棱角．其 —股水流隨主槽流向下游，另—殷水 流在門槽內(nèi)貼壁劇烈旋滾，旋渦呈圓角 方l形，直串底板．沿垂直方向上部呈柱 體狀．底部呈漏斗型．旋渦底端從下游 棱角處分離進(jìn)入主流．并挾帶大量氣 泡．同時(shí)門槽下游棱角分離出的水流又 在渥奇面上形成大尺度旋渦． c-")門槽的空化特性 圖2為閘門全開，水位974．13m， 在減壓箱不同真空度下所測(cè)得的門槽噪 幾竺 l 圖1模型布置圖 水昕囂 flair。9‘1‘％塒，s，％ l帥i弼。o 『nhl ， ·————1高：—守——

高水頭泄水建筑物泄水時(shí),其固體表面必然要承受水流脈動(dòng)壓力作用。在其邊界發(fā)生突變的部位,觀測(cè)并分析脈動(dòng)壓力及其頻率變化特性對(duì)建筑物安全運(yùn)行具有一定的重要作用。本文根據(jù)東風(fēng)水電站溢洪道原型觀測(cè)資料,對(duì)其鼻坎脈動(dòng)壓力特性進(jìn)行了分析,并在分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合模型試驗(yàn)資料,對(duì)已有的關(guān)于脈動(dòng)壓力及其頻率相似性問題談了一些自己的意見。希望能為工程設(shè)計(jì)和試驗(yàn)提供一點(diǎn)參考依據(jù)。

就東風(fēng)水電站尾水閘門井和2~#施工支洞在機(jī)組過渡過程中的水力學(xué)問題,依據(jù)試驗(yàn)資料進(jìn)行了詳細(xì)的分析論證。就電站機(jī)組在丟棄負(fù)荷過渡過程中,尾水閘門井和2~#施工支洞減小尾水管入口斷面負(fù)壓值所起的作用得出了結(jié)論性意見。同時(shí),也對(duì)各工況下尾水閘門井內(nèi)和2~#施工支洞內(nèi)的水面波動(dòng)情況進(jìn)行了分析論述。

大石門水電站位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西拉沐倫河克什克騰旗境內(nèi),是一座兼顧工業(yè)取水、水力發(fā)電與防洪任務(wù)的綜合型水利水電工程。電站最大壩高63.78m,總庫容為1.85×108m3,總裝機(jī)容量6000kw。左岸豎井式溢洪道是樞紐唯一的泄水建筑物,最大下泄流量148m3/s。該溢洪道由導(dǎo)流洞改建而成,由喇叭型進(jìn)水口、豎井、通氣管道、消力井、明流隧洞段、以及出口消能防沖設(shè)施等組成。本文通過1:20.83的整體水工模型試驗(yàn),對(duì)大石門水電站豎井溢洪道的水力特性進(jìn)行了全面的試驗(yàn)研究。

文章對(duì)達(dá)克曲克水電站溢洪道進(jìn)口體型原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化,推算進(jìn)口導(dǎo)墻控制方程,保證水流平順穩(wěn)定進(jìn)入泄槽,滿足溢洪道正常使用。

針對(duì)瓦村水電站溢洪道出口水流挑距過大、水舌空間擴(kuò)散效果不佳、入水區(qū)域集中、泄洪消能效果差及泄槽內(nèi)水翅現(xiàn)象嚴(yán)重等問題,采用比尺為1∶60的正態(tài)物理模型對(duì)溢洪道體型進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)研究。結(jié)果表明,在閘墩尾部加設(shè)尾墩,使泄槽段水流流態(tài)有了極大的改善,水流平順,基本上消除了水翅現(xiàn)象;采用連續(xù)燕尾挑坎使溢洪道出口水舌合理歸槽,空中擴(kuò)散效果良好,解決了入水集中的問題,消能效果較好,所提挑坎布置形式可供相關(guān)工程參考。

龍灘水電站溢洪道的大單寬流量及高水頭特性決定了摻氣設(shè)施設(shè)置的復(fù)雜性,過高的摻氣坎可能使得挑射水流高程較高,增加導(dǎo)墻的高度,進(jìn)而增加工程造價(jià);而過低的摻氣設(shè)施可能使得摻氣不充分,進(jìn)而產(chǎn)生負(fù)壓,影響摻氣設(shè)施的安全性。文章通過多個(gè)試驗(yàn)方案選定能前、后期結(jié)合的龍灘水電站溢洪道(低坎)前期人工摻氣系統(tǒng)的形式和幾何尺寸,并論證了該系統(tǒng)的減(免)蝕效果?？蔀轭愃乒こ淘O(shè)計(jì)提供參考。

烏江開發(fā)的第二個(gè)梯級(jí)—東風(fēng)水電站的設(shè)計(jì)與施工

通過新疆維吾爾自治區(qū)庫馬拉克河小石峽水電站溢洪道水力學(xué)模型試驗(yàn),對(duì)其原設(shè)計(jì)方案的消能工結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了優(yōu)化。試驗(yàn)表明,消力池段在通過設(shè)計(jì)流量30年一遇洪水1856.20m3/s時(shí),池內(nèi)不能形成完整水躍,水躍前后波動(dòng)劇烈,水流大量溢出,原設(shè)計(jì)方案的邊墻高度、池長均不能滿足過流要求。提出采用減小消力池池深、設(shè)置分流趾墩-消力墩-低消能坎的綜合式消力池代替原設(shè)計(jì)方案的常規(guī)消力池的修改方案,在設(shè)計(jì)流量下進(jìn)行泄水試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,在分流趾墩、消力墩、低消能坎的聯(lián)合作用下,消力池內(nèi)形成強(qiáng)迫水躍,流態(tài)明顯改善,水躍長度減小,躍后水深降低,消能率提高。采用分流趾墩-消力墩-低消能坎的綜合式消力池可有效縮短消力池池長,降低邊墻高度,節(jié)省工程造價(jià),試驗(yàn)結(jié)果可為優(yōu)化工程設(shè)計(jì)及其他同類工程優(yōu)化消力池提供參考。

為改善中咀坡水電工程溢洪道進(jìn)水渠流態(tài),提高泄流能力,通過試驗(yàn)對(duì)進(jìn)水口中墩進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),提出了變寬度淹沒式斜尾墩的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案;驗(yàn)證該方案在流態(tài)和泄流能力方面都達(dá)到了令人滿意的效果。

為縮短工期,提高工效,索風(fēng)營水電站采用寬尾墩+臺(tái)階壩面+消力池的聯(lián)合泄洪消能形式。通過三種不同比尺的模型試驗(yàn),分析比較了樞紐布置、表孔泄流能力、寬尾墩、臺(tái)階壩面及下游消能防沖等問題,提出了x形寬尾墩,它具有傳統(tǒng)寬尾墩大單寬泄洪消能作用,同時(shí)又有臺(tái)階壩面小流量消能作用,使消力池底板承受沖擊壓強(qiáng)減小30%。

針對(duì)劉家溝水電站溢洪道消能效果不理想以及下游岸坡沖刷嚴(yán)重問題進(jìn)行水工模型試驗(yàn),在原方案基礎(chǔ)上開展了一系列改善溢洪道消能防沖效果的優(yōu)化試驗(yàn).經(jīng)過多方案比選驗(yàn)證,在滿足溢洪道泄流能力的條件下,采用岸坡分散水流結(jié)合公路平臺(tái)挑流的方案消能效果更為理想,下游河床河勢(shì)穩(wěn)定,且造價(jià)合理,較好地解決了工程所在下游河床較為狹窄且右岸岸坡存在大型崩滑體的技術(shù)難題.

介紹了瑞qian二級(jí)電站側(cè)槽式溢洪道的布置，根據(jù)動(dòng)量定量推求水面線的電算計(jì)算模式，并給出了計(jì)算結(jié)果，側(cè)槽，陡槽水面線，消能等計(jì)算成果均經(jīng)水工模試驗(yàn)證，提高了設(shè)計(jì)成果的可信度。

介紹了瑞二級(jí)電站側(cè)槽式溢洪道的布置,根據(jù)動(dòng)量定理推求水面線的電算計(jì)算模式,并給出了計(jì)算結(jié)果。側(cè)槽、陡槽水面線、消能等計(jì)算成果均經(jīng)水工模試驗(yàn)證,提高了設(shè)計(jì)成果的可信度

針對(duì)重慶李家口水電站溢洪道下泄水流流速過大的情況,根據(jù)李家口水電站實(shí)際建設(shè)環(huán)境,結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),從進(jìn)水渠、尾墩、泄洪隧洞、消能段幾部分入手,對(duì)各部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì).建立長寬高均為1∶50的正態(tài)模型進(jìn)行概化模型試驗(yàn).從試驗(yàn)效果來看,進(jìn)水渠、尾墩兩側(cè)、泄洪隧洞彎曲段,以及溢洪道末端的水流都較為平緩,沒有出現(xiàn)明顯的壅水、沖擊波、亂流等不利流態(tài).本文設(shè)計(jì)的挑流消能段消能效率高達(dá)79.5%,有效消耗了下泄水流能量,減小了下泄水流流速,消能效率良好,對(duì)保證下游河床穩(wěn)定有積極作用.

一、烏江干流規(guī)劃概況烏江是長江南岸最大的支流,也是貴州省第一大河。河道總長1037km,落差2123.5m。流域面積87920km~2,屬溫帶季風(fēng)氣候,流域內(nèi)降雨量豐沛,平均年降雨量900～1400mm,其中85%集中在4～10月,暴雨形成的洪水多發(fā)生在5～9月。烏江水量豐沛,多年平均流量1690m~3/s,年徑流量534億m~3,年際變

為改善巴山水電站溢洪道進(jìn)水渠流態(tài)、提高泄流能力,通過一系列試驗(yàn)優(yōu)化了溢洪道引水渠左導(dǎo)墻頭部曲線型式.結(jié)合工程實(shí)際和以往經(jīng)驗(yàn),比較了9種進(jìn)水口曲線型式的試驗(yàn)結(jié)果,確定了長短軸黃金分割比的橢圓弧面的方案.進(jìn)一步的試驗(yàn)證明了該方案無論在流態(tài)上還是在泄流能力方面都達(dá)到了令人滿意的效果.

烏江開發(fā)的第二個(gè)梯級(jí)—東風(fēng)水電站的設(shè)計(jì)與施工

東風(fēng)水電站的施工特點(diǎn)及建設(shè)歷程中國水利水電第九工程局胡大云東風(fēng)水電站樞紐由攔河大壩、泄洪系統(tǒng)、地下廠房及防滲系統(tǒng)四大部分組成。其中拱壩高１６２ｍ、底寬２５ｍ、厚高比０．１６３，是目前國內(nèi)最薄的高拱壩；壩址區(qū)以灰?guī)r為主，喀斯特形態(tài)發(fā)育，防滲工程復(fù)雜，防...

針對(duì)李家峽水電站底孔由于受進(jìn)口有壓急彎段的影響，使出口斷面壓力和流速分布不對(duì)稱，形成流束傾斜，導(dǎo)致明槽段水流流態(tài)惡化、左右折沖、斷面橫向水面差達(dá)１．５ｍ左右等問題。在總結(jié)李家峽底孔泄水道（８７）、（８８）方案試驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)該底孔壓彎道短進(jìn)水口的水力特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，提出在有壓進(jìn)口段內(nèi)采用一種新的連接型式——反向壓力雙彎道銜接段來取代以往慣用的單彎道形式，它可以平衡由于彎道而產(chǎn)生的壁面兩側(cè)壓力差和流速差，從根本上解決有壓力彎道短進(jìn)水口出流流態(tài)問題。

分析了烏江東風(fēng)水電站水庫滑坡移民的二次搬遷問題，對(duì)水電前期工程的水庫庫岸地質(zhì)查勘及水庫移民工作提出了反思。

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,開展模型試驗(yàn)研究,通過優(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。