隔河岩水利枢纽水垫塘渗控工程设计及效果分析

隔河岩水利枢纽水垫塘基础渗控工程是为了延长水垫塘基础渗径，削减基础扬压力，控制基础渗流量，增加水垫塘底板的抗滑稳定而设置的。经过水垫塘的基础封闭防渗帷幕和封闭排水幕的设计布置及工程运行期间的渗压、渗流监测资料进行分析后认为，水垫塘基础封闭帷幕和基础封闭排水幕发挥了作用，能满足设计要求。     

高拱坝泄洪水垫塘衬砌稳定性研究

对窄河谷、高拱坝、大流量坝射泄洪挑流消能水垫塘的防冲安全及其混凝土衬砌优化设计问题作了全面研究，结合小湾工程采用局部水工模型试验研究了小湾工程水垫塘衬砌块的抗冲稳定性，提出了应用瞬变流和震荡流理论研究衬砌冲刷破坏机理、建立新的设计模式的新概念，讨论了水垫塘衬砌设计模式的有关问题，并对该工程的设计提出了具体建议。     

漫湾水电站水垫塘底板水下补强加固工程

漫湾水电站水垫塘底板存在比较严重的冲刷破坏，通过采用水下浇筑混凝土的方法对水垫塘底板进行补强加固取得了良好的效果。文章主要介绍青岛太平洋海洋工程有限公司对漫湾水垫塘底板水下补强加固的工程实例。     

超短型水垫塘底板块上脉动上举力试验研究

基于瞬变流理论模型，本文在1:110的构皮滩工程超短型水垫塘消能布置的整体模型上，利用测力传感器详细地量测了不同泄流工况下，水垫塘底部不同位置处底板块上的脉动上举力，获得了脉动上举力的统计资料，分析了水垫塘底部不同区底板块的受力特征，为水垫塘底板块的设计与防护提供了科学依据     

高坝挑流掺气水舌对水垫塘动水压强的缩尺影响

应用动量积分法，导出掺气水舌的一维扩散方程，用龙格库塔法求解，得到掺气水舌在水垫塘中扩散的流速分布，表明增大水舌掺气量会使水舌在水垫塘中的扩散流速衰减加快；分析得到掺气对水垫塘底板动水压强的缩尺影响的估算公式。对前苏联拉得任水垫塘原型观测资料进行验证计算，并对小湾工程、溪落渡水垫塘掺气缩尺影响进行了估算。研究表明比尺为100-150的重力相似模型中，水垫塘底板动水压强缩尺为λ△p=1/3-(λφ)^2。     

高坝下游水垫塘内典型流态演变问题探讨

为揭示高坝泄洪消能机理及水垫塘防护措施，系统地研究了水垫塘内的流态特征。根据高坝下游水垫深度的不同，塘内水流呈现自由冲击射流、淹没冲击射流和面流三种流型。结合二滩、小湾等工程试验资料，本文给出了不同流态之间转变的实用判别条件。     

肋形溢流坝与挑流水垫塘研究

以某260m高坝的30000m^3／s大泄量挑流水垫塘工程为背景，采用1：100水工模型．使用肋形溢流坝概念研究表、中、底孔消能工的合理形式和配置，大大减轻了挑流水垫塘的负荷，从而充分发挥水垫塘消能和调整流态的作用．同时，采用各种测试手段和方法弄清了挑流水垫塘的工作机理和底板稳定因素，从而提出了底板设计建议以及优化途径．     

高拱坝下游水垫塘体形比选试验研究

水垫塘作为高拱坝泄洪消能的一种重要形式,已经在众多工程中采用。本文分别对水垫塘2类（平底和反拱）3种体形——平底、反拱圆弧底、反拱抛物线底进行了水力特性研究,从水垫塘体形、塘中水舌流态、塘底冲击压强、岸坡落石运动等不同角度分析论证了3种水垫塘的水力学特性。最后得出结论：圆弧底反拱水垫塘优于其它2种形式并推荐工程采用。     

长潭岗水电站反拱形水垫塘研究及应用

介绍了长潭岗水电站反拱形水垫塘的布置型式和结构构造，用有限元的方法计算了动水荷载作用下的底板应力和位移，通过水工模型试验，测试了底板上的动水压强，本工程已经建成，并埋设了结构和水力学原型观测仪器，长潭岗拱坝反拱形水垫塘的应用研究，可为大型水电站拱坝水垫塘型式选择提供借鉴。     

江口水电站水垫塘底板优化设计探讨

跌水式水垫塘是高拱坝大流量消能建筑物的一种有效形式，江口水电站拱坝泄流采用跌水式水垫塘消能。通过对水工模型试验等有关资料的分析研究，并参照国内外工程经验，对江口水垫塘底板设计进行优化，有利于节省工程量，方便施工，降低工程造价。     

水垫塘消能在高拱坝工程中的应用研究

在高拱坝工程中,泄洪功率及泄流量巨大,泄洪消能安全一直是工程研究的重点。基于淹没冲击射流理论探讨了水垫塘的消能机理,并结合工程实际总结了高拱坝工程中常用的水垫塘型式,以及各自的优缺点。提出并重点介绍了天然水垫塘这一新型消能型式及其在工程中的应用前景。     

水垫塘底板稳定性的动位移响应识别方法研究

利用水垫塘防护结构动位移响应原型观测成果，建立了水垫塘底板、水体、基岩、锚固钢筋的耦合有限元模型，并可据此计算出不同破坏状态下底板块的极限动位移。以二滩工程为例，分析了该工程水垫塘底板失稳破坏各个阶段的动位移响应特性，发现止水未破坏时，振动位移标准差一般不超过10μm，底板振动信号的偏态系数CS在-0.5 ～+0.5之间，峰度系数CE位于2.0～4.0之间，水垫塘底板的振幅比系数λ位于0.5～1.5之间；分析还发现水垫塘底板的振动信号满足统计自相似性，止水未破坏时其分形盒维数都在105以上；在止水破坏后，振动位移标准差及振动信号的偏态系数、峰度系数、振幅比系数将超出上述范围，振动信号维数下降到0.95以下，据此可对水垫塘底板的稳定性进行识别。     

金平水电站放空管水垫塘消能设计

介绍金平水电站放水管水垫塘消能的结构形式、水垫塘消能机理,通过水力学计算优化了放水管出流口的角度和水垫塘的结构尺寸。工程运行结果表明:放空管水垫塘较好地解决了高速水流的消能问题,相关水力学模型试验成果可给后期研究提供参考。     

关于水垫塘底板受力控制标准的探讨

我国高拱坝采用水垫塘消能的工程大多沿用 １５×９８ ｋ Ｐａ 作为水垫塘底板所受动水压力的标准。通过分析这一标准的合理性及不足， 发现它不是底板失稳的直接原因， 而且也与溢洪道规范建议的计算公式不接轨， 建议采用动水压差代替动水压力。水垫塘底板所受动水荷载的标准应与水垫塘的地质情况、结构设计、施工控制标准相联系。建议通过深入的研究， 分几种典型的设计条件， 分别制定水垫塘可承受的动水压差的控制标准。     

小湾工程水垫塘优化布置的试验研究

运用紊流射流理论、基层冲刷平衡深度理论和放大岩块法，对“九五”科技攻关子题：“小湾工程水垫塘优化布置动床模型试验研究”进行了详细、深入和系统的试验研究，认为小湾水电站水垫塘在现有泄洪布置和基岩抗冲流速１０￣１２ｍ／ｓ的前提下，采用“护坡不护底”方案不仅是可行的，而且将产生显著的经济效益。通过基岩冲刷，改变二道坝高度和水垫塘边坡的系统试验研究，并结合水力计算和分析，提出了一种优化水垫塘体型－勺型水垫     

小湾工程护坡不护底水垫塘的试验研究

对小湾工程高水头、大流量坝身泄洪条件下，护坡不护底水垫塘进行了系统地试验研究。在按基岩微弱风化界面铺设动库的情况下，水垫塘基岩冲刷试验表明，坝身泄洪的水垫塘控制工况是表、中孔联合泄洪的工况；在各种泄洪工况下，当基岩抗冲流速为10-12m/s时，校核洪水下基岩冲刷平衡深度小于15m。改变二道坝高度的冲刷试验表明，二道坝高度能减少基岩冲刷平衡深度，但高 度增加值和基岩冲刷平衡深度的减少值并不相等，适宜的二道坝高程为1004.00-1008.00m。改变水垫塘两岸边超的冲刷试验表明，水垫塘底宽对基岸冲刷平衡深度的影响较大，坝身表、中孔单泄时，水垫塘底宽应大于挑流水舌横向重叠的宽度；表、中孔联合泄洪时，水垫塘底宽应大于水舌入水总宽度，否则基岩冲刷平衡深度急剧加深。根据试验研究和分析提出了一种护坡不护底水垫塘的优化体型——勺型水垫塘，给出了体型尺寸和相应的试验结果。试验表明，小湾水电站水垫塘在现有泄洪布置和基岩抗冲流速10-12m/s的前提下，采用护坡不护底的形式是可行的，如能实现， 则将取得显的经济效益。     

构皮滩枢纽水垫塘水力设计述评

本文收集了高拱坝工程实践资料，论证了构皮滩水电站泄洪消能水塘的可行性。构皮潍为 拱坝，坝高２３４ｍ，最大泄流量２７４７０ｍ＾３／ｓ。设６个表孔，７个中孔。表中孔水舌碰撞，下游设水扩建塘消能。通过工程对比，结合模型试验，认为构皮滩水垫塘消能效果好，泄洪消能下游水垫塘设计是合理的，可行的。     

梅溪河渡口坝水电站泄洪消能试验研究

梅溪河渡口坝水电站采用三表孔＋水垫塘的消能方式。根据渡口坝实际工程特点，经诸多试验方案比较并结合理论计算分析得出推荐方案。对原设计方案和推荐方案的流态和水垫塘冲击压强进行了比较，试验结果表明，推荐方案合理可行，可为类似工程提供参考。     

挑跌流水垫塘内流态结构控制参数与冲击压力变化规律实验研究

为了探求更简单合理的水垫塘设计控制参数，本文通过实验研究，系统观测了不同来流条件和水垫深度条件下，水垫塘内的流态特征和冲击压力的变化规律，提出了表征挑跌流水垫塘内淹没冲击射流流态结构的控制参数，揭示了影响淹没冲击射流对水垫塘底板冲击压力的主要因素，并建立了经验关系式，可为水垫塘消能防护设计提供实验依据。     

高拱坝泄水垫塘衬砌稳定性研究

对窄河谷、高拱坝、大流量坝身泄洪挑流消能水垫塘的防冲安全及其混凝土衬砌优化设计问题作了全面研究,结合小湾工程采用局部水工模型试验研究了小湾工程水垫塘衬砌块的抗冲稳定性,提出了应用瞬变流和震荡流理论研究衬砌冲刷破坏机理、建立新的设计模式的新概念,讨论了水垫塘衬砌设计模式的有关问题,并对该工程的设计提出了具体建议.