瀑布沟水电站泄洪消能区河道岸坡防护设计

瀑布沟水电站泄洪流量大、泄洪水头高,泄洪雾化冲刷严重,下游河道及泄洪雾化区防护治理复杂。为防止泄洪消能区河道岸坡淘刷和强雨雾破坏,确保河道岸坡安全稳定,文中对泄洪洞出口消能区河道岸坡防护设计标准、研究思路和实施措施,进行了介绍。     

九甸峡水利枢纽工程消能区处理方案论证设计

消能区设计洪水标准为50年一遇，下泄洪峰流量为2200m^3／s。由于消能区为深覆盖层，左岸山坡近乎直立，水库泄洪时冲刷和旋涡水流淘涮岸坡，影响左右两岸岸坡的稳定，并且由于泄洪雾化的影响，近坝区岸坡也会存在失稳的可能，直接危及大坝安全。因此，消能区的消能防护处理尤为重要。根据模型试验确定的消能区冲刷结果。通过对大开挖方案、重力式挡土墙方案、预应力板桩防淘墙方案的综合比较，确定了最优方案，对消能区处理积累了经验。     

构皮滩水电站泄洪雾化及防护研究

构皮滩水电站坝址河谷狭窄、洪水峰高量大, 枢纽泄洪消能采用坝身表孔与中孔碰撞、水垫塘内分散以及岸边泄洪洞挑流消能方式, 加之水垫塘岸坡较陡, 且消能区尾部及其下游岸坡为软岩, 故其泄洪雾化问题较为突出。招标设计阶段, 通过初步的泄洪雾化数值分析和边坡稳定计算, 并参照有关工程经验, 对水垫塘范围及其下游两岸边坡采取了混凝土护坡、喷锚支护和设置排水等综合防护措施。     

高坝泄洪雾化工程防护措施研究进展

高坝泄洪形成的雾化现象对枢纽下游建筑物运行、两侧岸坡稳定及生态环境可能造成危害,严重时可危及枢纽本身安全。伴随着系列原型观测、数学模型及物理模型试验等形成的雾雨强度预测技术的发展,泄洪雾化工程防护由被动的雾化—破坏—修复逐渐演变为在预测雨强及其范围基础上进行工程防护,并逐步与消能建筑物、高边坡的分区、分段防护相结合。通过对系列工程雾化防护措施调研,对高坝泄洪雾化工程防护相关研究成果进行归纳总结,认为不同防护材料在不同雨强的破坏特性及雾化对生态环境的影响是今后泄洪雾化工程防护措施研究的重要方向。     

猴子岩水电站角坝堆积体治理设计

大渡河猴子岩电站作为已建和在建第二高面板堆石坝,具有"水头高、泄量大、河谷窄、岸坡陡、下游河道及岸坡抗冲能力较低"的特点。作为电站泄洪雾化主要影响区之一的角坝堆积体边坡,土体结构松散,岩体风化严重、卸荷强烈,前缘稳定、泄洪雾化问题突出。本文通过对堆积体治理设计过程中的安全控制标准、稳定复核、前缘加固措施、雾化影响区防护措施、堆积体安全监测、施工方案动态调整等一系列问题的研究,解决了堆积体前缘稳定加固、雾化防护问题,降低了施工难度、节省了静态投资、保证了工程进度,同时增加了坡体稳定安全裕度,达到了安全、经济、施工可行的要求,可为类似工程提供参考。     

大型水利枢纽泄洪雾化原型观测研究

大型水利枢纽,尤其采用挑流消能工的高坝工程,在泄洪时产生的雾化降雨强度远超自然降雨,由此对枢纽正常运行、泄洪区交通安全、周围环境等均构成危害。对金沙江下游溪洛渡水电站大坝深孔泄洪时雾化影响范围、降雨强度分布、气象特性等进行了重点观测研究。结果表明:溪洛渡水电站深孔泄洪雾化降雨强度分布呈现局部降雨强度大、降雨强度沿纵向及岸坡方向递减速度快的特点;观测工况下最大降雨强度达4 704 mm/h;观测时段自然风速未超过3.5 m/s条件下,泄洪区最大风速达16.3 m/s;自然气压为0 kPa、空气湿度为85%左右时,最大气压约为96 kPa,空气湿度为100%。观测成果一方面可对溪洛渡水电站岸坡防护设计进行验证,并为以后类似工程的岸坡防护设计提供参考,另一方面可为其他研究手段的完善提供丰富详实数据,具有重要价值。     

水布垭电站泄洪雾化影响分析及防护设计

水布垭电站泄洪消能具有水头落差大、泄量大、泄洪功率大、消能区工程地质和环境地质条件复杂的特点,采用窄缝挑流消能必将产生较大的泄洪雾化降雨.通过1∶50比尺的泄洪雾化模型试验、经验公式计算预报和同类工程原型观测(或模型)资料类比分析,确定了水布垭电站泄洪雾化的影响范围,并按P＝1%的泄洪标准,确定了安全的防护范围,提出了分级、分区的防护措施.     

基于河道冲刷特性的枢纽流量调度研究

岸边式泄洪洞泄洪时下游河道冲刷问题关系到工程安全,同时冲刷引起的河道淤积也会导致尾水位抬高。大型泄洪枢纽可通过合理的流量分配抬高下游水位,降低河道冲刷,减少河道淤积对电站尾水的影响。以白鹤滩水电工程为例,通过1∶50水工模型对其泄洪洞出口的深覆盖层地形进行模拟,研究了并联式岸边泄洪洞不同运行组合下消能区河道的冲刷形态;通过对试验数据的回归分析,提出了冲坑与堆积体的预测公式;以下游岸坡安全及河道淤积最小化为参考指标,结合泄洪洞出口布置形式及消能区河道的水位流量关系,提出了一种兼顾安全和效益的调度方法。本文研究结果可供水利枢纽工程运行调度参考。     

汤河水库溢洪道应急工程的施工

汤河水库位于辽阳、鞍山、本溪三市之间,地处辽阳市39 km外的东南山区。汤河水库溢洪道是水库的泄洪建筑物为河岸、开敞、正堰控制式。溢洪道共两孔,最大泄量为2 713 m3/s。溢洪道下游设有陡槽段以及延长段经齿坎消能,最后流向河道与输水道水流汇合。建库以来,溢洪道经过几次泄洪后,使溢洪道下游的河道边坡有冲刷破损现象发生。因此,为确定水库安全泄洪,保证岸坡、公路和下游的安全,决定对溢洪道及下游管护区内河堤进行应急加固修建防护工程,进行全面的整治。1工程施工溢洪道应急加固修建防护工程包括溢洪道下游陡槽局部加固、下游河道石渣…     

波堆水电站泄洪建筑物布置设计

波堆水电站具有地质条件差、泄流量相对较大、泄洪频繁、河道狭窄及泄洪消能建筑物布置局促等特点,泄洪消能设计是枢纽布置和水工设计的关键。介绍了波堆电站泄洪建筑物总体布置设计、泄流量分配,结合水工模型试验对泄洪消能建筑物结构体型、河道防护进行研究。     

瀑布沟水电站泄洪洞设计

瀑布沟水电站泄洪洞由塔式进水口、洞身、出口挑坎三部分组成,采用直线、一坡到底布置.其泄流量大、流速高,衬砌表面易空蚀,另外,需考虑对泄洪洞左右岸泄洪消能区的铁路、大桥等建筑物的泄洪雾化影响.通过模型试验研究,提出了减免空蚀的工程措施,确定了防护工程设计标准,较好地解决了雾化问题.     

两河口水电站泄洪雾化影响分析

采用随机溅水数学模型,针对两河口水电站泄洪雾化降雨进行了数值模拟,分析了泄洪条件与河谷地形对雾化降雨分布的影响。研究表明,当洞式溢洪道与深孔泄洪洞联合运行时,泄洪雾化降雨区位于溢洪道出口下游约1 000~1 300 m,横向宽度可达300~400 m,雾雨爬升高度可达125~155 m,水舌下游暴雨区中心雨强约600~1 000 mm/h。洞式溢洪道采用窄缝出口并且正对河槽,雾化雨区主要在纵向扩展,而横向范围较为稳定。深孔泄洪洞采用横向扩散挑坎并与河道呈较大夹角,雾化雨区分布随泄洪流量变化较大,且雾雨区主要位于对岸岸坡。因此,在联合泄洪条件下,应通过增大溢洪道流量比例以控制泄洪洞下游对岸岸坡的雾雨爬升高度。     

乌江渡水电站尾水河道冲刷演变分析

乌江渡水电站泄洪建筑物的消能防冲是电站安全运行的问题之一．通过对尾水河道冲刷监测资料的分析研究，表明尾水河床冲刷坑的深度已趋稳定．且远离厂坝，不会危及厂坝基础安全，其消能防冲措施是比较成功的。但泄洪对岸坡的冲淘也是比较严重的。     

铅厂水电站泄洪冲沙底孔出口挑坎设计

铅厂电站泄洪冲沙底孔消能设计中采用挑流消能方式,底孔布置在左岸岸边位置处,由于河道地形狭窄,轴线方向与河岸斜交,给河道岸坡安全带来威胁.经过比较,采用扭曲式挑坎挑流消能的方案,使挑射水流在顺水流方向向右岸分散,改善了均匀挑坎水舌集中靠近左岸的缺点,增加了水流的消能效果.     

高混凝土坝泄洪和消能的研究

在综合分析国内外高混凝士坝泄洪消能设计经验的基础上,全面论述了高混凝士坝泄洪消能的设计原则和消能方式。根据研究成果,提出了高坝泄洪的水流分散程度和冲坑深度两者关系的新见解以及动水压力的控制允许值;在国内首次将可靠度理论用于大型工程的水力设计,深入论证了二滩水电站的泄洪标准;运用模型试验和数值分析等多种手段。全面论证了二滩水电站的泄洪消能布置,优化了各泄水建筑物的体型。采用了新颖合理的消能工和通气减蚀措施;全面论证了下游河道消能区的防护措施,分析了水舌淹没扩散和水垫塘护坦板的稳定机理。还叙述了高坝泄洪雾化机理、坝体流激振动影响和抗蚀耐磨材料研究成果。     

窄深河谷大夹角泄洪洞挑流消能方案的试验研究

新疆玉龙喀什水利枢纽工程位于高山峡谷区,1＃深孔出口消能面临窄深河槽、浅水垫、岸坡稳定等不利条件。为了达到安全有效的挑流消能效果,避免或改善上述不利条件带来的制约和安全影响,对1＃深孔出口开展模型试验研究。根据试验得到挑流消能流态、流速、冲淤、雾化等特性,分析其消能效果,优化挑流消能工体型。经试验研究,原设计正挑坎方案河道上游淤积不明显,水舌落点较为集中并偏于右岸,岸坡淘刷带来的稳定问题突出;通过调整挑坎左、右侧边墙半径等参数优化试验,最终采用“左挑右俯、分层出流、纵向拉伸”的挑坎体型,冲刷坑深度、岸坡淘刷问题显著改善,雾化影响也较小,有效解决了窄深河槽空间严重不足带来的安全问题。依此,为同类工程泄水消能工体型优化设计提供借鉴。     

杨房沟水电站泄洪消能设计深化研究

杨房沟水电站工程泄洪消能具有"河谷狭窄、岸坡陡峻,流量大、水头高,水垫塘两岸地形不对称且长度受限"等突出特点,泄洪消能建筑物的体形布置、水力学指标控制、岸坡防护设计和下游防冲措施的技术难度大。通过大量的计算分析和模型试验论证工作,对"4表3中"和"3表4中"布置方案进行了深化比选研究,推荐的"4表孔+3中孔"布置方案水力学条件相对较优,超泄能力强,运行调度更加灵活,使得杨房沟水电站工程泄洪安全性得到提高;创新性地提出了一种"楔形体+底板镂空"新型表孔结构形式,可导控表孔下泄水流,可为后续窄河谷、高水头、大泄量、坝后消能区受限的水利水电工程提供借鉴和参考。     

酉酬水电站消能防冲设计

针对酉酬水电站坝址河谷狭窄、岸坡陡峻,河道平直,洪水峰高量大,下游消能防冲问题较为突出的问题,对戽流消能与底流消能型式进行了比选,通过水力学计算、模型试验对比分析,推荐采用宽尾墩加底流消能型式。消能防冲建筑物投运后,通过泄洪观察,消力池池尾水流平顺,宽尾墩后水流掺气明显,消能效果良好。     

隔河岩工程水力学安全监测技术及成果分析

 1998年汛期隔河岩水利枢纽观测部位为深孔、表孔 及消能工。其观测内容包括流态、时均压力、空化噪声、流速、雾雨。观测结果表明：该工程泄洪表孔、深孔、消力池及辅助消能工的各项水力学特性基本良好。泄水建筑物过流面、一级池两边岸坡均无蚀损，二级消能工上的消力墩、差动坎等均基本完好无损，但1998年2 月抽干检查发现消力池有局部磨损，左岸隔流堤护岸在1998年泄洪过程中发生局部坍滑。由于集中坝身泄洪，泄洪时雾化现象较严重，故须采取措施，以确保工程安全运行。将部分原 型观测资料与模型试验资料和计算值作了对比，总趋势和数值基本一致。     

民乐河水库溢洪道挑流鼻坎体型优化试验研究

部分河岸式溢洪道出口河道狭窄、曲折,岸坡陡峻,河床基础抗冲能力较差,采用挑流消能时挑射水流会砸落淘刷护坦、挑流鼻坎基础,危及下游岸坡稳定安全。为验证泄洪挑射水流形态及其对河床、岸坡的冲刷影响,以民乐河水库工程为例,通过水工模型试验进行分析并对挑流鼻坎体型进行优化。试验结果表明,溢洪道挑流鼻坎采用斜切坎配合折流器体型能有效改善挑射水流流态,对下游河床、岸坡的冲刷影响较小,可确保工程安全运行。