中咀坡水電工程溢洪道水工模型試驗研究

蒿枝壩水庫工程溢洪道側堰水工模型試驗研究——結合蒿枝壩中型水庫除險加固工程側堰溢洪道水工模型試驗研究，對側堰溢洪道的泄流能力、堰面壓力、水流流態(tài)、水面線等水力學特性進行了觀測分析，比較了加大側槽底坡與堰后加斜坡試驗方案和加大側槽底坡與側槽左、...

采用水工模型試驗研究溢洪道的泄流能力,不同工況下溢洪道閘前、閘后和泄水槽的水力要素以及消力池的消能效果,并對消力池的設計方案提出了優(yōu)化改進措施,確保溢洪道的安全運行。

通過建立大隆水利樞紐溢洪道水工物理模型,對溢洪道進水渠左導墻、控制段中墩和挑流鼻坎尺寸進行優(yōu)化,使泄洪流態(tài)更平順,水庫調度運行更合理。在此基礎上對溢洪道的消能和防沖效果進行研究,在滿足設計要求的同時減少挑流鼻坎的工程量,降低溢洪道的工程造價。

通過建立欽寸水利樞紐溢洪道水工物理模型,對原設計方案下工程實際運行情況進行試驗研究與分析,優(yōu)化了溢洪道進水口左側護岸、右側導墻的結構形式和跳流鼻坎位置,從而使泄流流態(tài)更平順,水庫調度運行更合理,減少了工程量和工程造價,為工程設計提供了技術依據(jù)。

浙江省鄞州區(qū)三溪浦水庫為一座中型水庫,溢洪道采用開敞式布置,溢流堰由正堰和側堰組成,進口結構型式及水流條件復雜,理論計算較難把握。為驗證維修加固工程溢洪道水力計算的合理性,按sl253—2000《溢洪道設計規(guī)范》要求進行了模型試驗研究。通過各工況下過流能力、水流流態(tài)、壓力分布、流速分布、水流空化數(shù)等方面的綜合分析研究,率定出了較為翔實可靠的流量系數(shù)、泄槽邊墻高度、明渠底坡等設計參數(shù),為優(yōu)化調整設計和今后水庫科學調度提供了可靠依據(jù)。

通過建立大隆水利樞紐溢洪道水工物理模型,對溢洪道運行的水力特性和體形結構進行試驗研究,優(yōu)化了進水渠左導墻布置、控制段中墩形式和挑流鼻坎尺寸,使泄洪流態(tài)更平順,水庫調度運行更合理,滿足消能防沖要求,減少溢洪道工程的工程量和造價.

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,為設計提供了依據(jù)。

通過模型試驗對三道灣水電站泄洪洞的相關物理量進行了計算,從設計和校核兩種工況分析得出:該泄洪洞設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。

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,分析出溪洛渡水電站泄洪洞原設計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岸。通過增設摻氣坎,修改挑坎體型和洞身曲線,對泄洪洞體型進行了優(yōu)化。并通過模型試驗對優(yōu)化體型進行了檢驗。

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

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混凝土保護,下游消能區(qū)300m內采用接地式護岸,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。

博斯坦水庫工程水工模型試驗按重力相似準則進行設計.根據(jù)試驗任務要求,水工試驗模型為正態(tài)模型.通過試驗,改進原設計方案的表孔溢洪洞設計,取消隔墻,加長收縮距離,減小收縮角度,將斜井坡度調整變緩,將反弧半徑適當加大,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則進行設計。根據(jù)試驗任務要求,水工試驗模型為正態(tài)模型。通過試驗,改進原設計方案的表孔溢洪洞設計,取消隔墻,加長收縮距離,減小收縮角度,將斜井坡度調整變緩,將反弧半徑適當加大,降低消力池底板高程。

通過對新疆某水電站導流兼泄洪洞水工模型試驗,在原設計方案采用傳統(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%。

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。

金灣水電站位于黑河市愛輝區(qū),其溢洪道布置為鞍部溢洪道,由進口段、控制段、泄槽段、挑流段以及尾水渠組成,在水力計算中,通過水工模型試驗驗證溢洪道水力設計實用性,完善了溢洪道設計。

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問題。通過模型試驗對設計進行檢驗并提出相應優(yōu)化建議。　　

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問題。通過模型試驗對設計進行檢驗并提出相應優(yōu)化建議。

平班水電站二期導流采用底孔導流方式,其導流標準高,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,試驗中通過設置導流墻、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,龍口地形復雜、落差大、單寬功率大,合龍?zhí)幱覀葹楣饣幕炷羾?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構尺寸,為設計提供了依據(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;同時在原設計方案的基礎上,對壩址和攔沙坎等結構進行了優(yōu)化,所取得的試驗成果對工程設計有一定的指導意義。圖3幅,表2個。

針對東西關工程的低佛氏數(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。