宽尾墩消能塘在安康水电站应用中的水力学问题

安康水电站泄洪消能布置的特点可概括为三句话:坝顶泄洪与孔口泄洪联合运用,坝身泄洪与岸边泄洪联合运用,底流消能与挑流消能联合运用.这三个联合运用中最大的特点是新型消能工的应用,即宽尾墩和异型鼻坎的应用。这两种新型消能工在大型水电工程上作为主要泄洪消能方式采用,在国内外均属罕见,其中有许多新的水力学问题,本文介绍宽尾墩在安康水电站工程中应用时,若干水力学问题的研究成果。     

大朝山水电站宽尾墩阶梯式坝面泄洪水力学原型观测

大朝山水电站采用宽尾墩阶梯式坝面及戽式联合消能工的设计,于2002年6月进行了设计水位下的过流水力学原型观测,针对阶梯式坝面开展了沿程4个台阶上的压力、底流速和掺所的量测,取得了在100m级高坝、单宽流量165m3/s·m条件下的运行资料。观测结果表明,在宽尾墩出口前增加一个2m高的小挑坎,可将出坎水流挑离阶梯坝面,保证了底部有足够的掺气。本观测成果为在推广宽尾墩阶梯式坝面在高坝大单宽流量的设计条件下的应用提供了非常重要的科学依据。     

收缩式消能工水面线的数值计算

近年来,随着我国峡谷地区高水头泄水建筑物的不断增加,收缩式消能工得到了越来越多的应用。这种消能工包括两种主要形式,即窄缝式挑坎和宽尾墩与下游挑坎、消力戽或消力塘等组成的联合消能工。在其设计过程中,     

斯登沃代一级水电站消能试验研究

为了取得柬埔寨斯登沃代一级水电站工程合理的消能方案,通过对消能工的窄缝方案、宽尾墩—窄缝方案、二道坝方案、"宽尾墩+跌坎式消力池+水跃坎"等多种方案分别进行优化组合,进行水工模型试验,并对测试成果进行比较分析。结果表明,提出的"宽尾墩+跌坎式消力池+水跃坎"联合消能工方案能很好的解决工程的消能防冲难题。该方案消能效果最佳且节省了工程量,得到该工程设计部门的采纳应用。     

宽尾墩与挑流消能工联合运用的试验研究——新型消能工在四滩溢流坝上的应用

新型消能工——宽尾墩应用于中小型挑流式浆砌石重力坝尚属首次。本文结合四滩水电站溢流坝水工模型试验研究成果,对宽尾墩与挑流消能工在中小型泄洪工程上的联合应用,进行了探讨和论证,并提出了一些问题和经验。研究结果表明:合理地使用宽尾墩可较大幅度地提高溢流坝下泄水流的坝面、空中和水垫消能率,从而使下游防冲等问题得到解决。     

某水库溢流坝消能型式研究

泄水建筑物消能型式的选择通常需要经过模型试验的验证来确定其方案。针对某水库水利枢纽工程泄洪时下游河床冲刷等问题,分别选择异型宽尾墩、差动式挑坎和异型宽尾墩+差动式挑坎等消能方式进行消能研究。通过对比试验中不同研究方案测得的冲刷特征值,推荐采用异型宽尾墩+差动式挑坎联合运用的消能方案。试验结果表明,异型宽尾墩+差动式挑坎这种综合消能方案与原工程设计方案的平尾墩方式相比,可以有效地消杀泄洪水流入水时的能量,从而减轻泄洪水流对下游河床的冲刷,达到保护工程安全运行的目的。     

宽尾墩与戽式消力短池在满台城水电站中的联合应用

宽尾墩联合消能工是我国首创的一项高坝消能新技术。从70年代开始，我国的科研人员就开始研究工作，并在潘家口、安康、五强溪等大型水电工程中应用，取得了良好的消能效果和可观的经济效益。在进行满台城水电站水工模型试验中，通过对其消能型式的研究，提出运用宽尾墩与卑式消力池联合消能这一新型消能技术，成功地解决了消力库尾水不足的问题，并比原设计节省了大量的。程量。宽尾墩与库式消力池联合消能这种新型消能工在吉林省尚属首次应用。本文主要介绍模型试验成果。     

宽尾墩-挑流联合消能在蟒塘溪水电站中的应用

近几年来在高水头、大流量和低佛氏数工程中难以用常规消能工解决消能工建成并投入运用。蟒塘溪水电站正是采用的这种宽尾墩－挑流联合消能，目前已投入运行，消能效果良好。水工模型试验表明：宽尾墩使下泄水流通掺气分散，增加了纵向扩散，减少入水单宽流量，因而提高了消能效果，减轻了坝下冲刷，保证了大坝安全。     

新型宽尾墩在索风营水电站的应用与研究

把宽尾墩应用到碾压混凝土台阶溢流坝面，形成“宽尾墩+台阶坝面+消力池”联合消能工，是我国科技工作者的一大创举。索风营水电站单宽流量达207m3/s·m，在应用台阶溢流坝面工程中属最大，经模型试验验证常规宽尾墩联合消能工已不能满足要求，于是提出了一种新型宽尾墩形式——X型宽尾墩，它继承了传统宽尾墩的优势，又拓宽了台阶坝面的消能作用。本文是“X型宽尾墩+台阶坝面+消力池”联合消能工在索风营水电站应用的水力特性研究成果的一部分。     

宽尾墩在福建龙湘水电站挑流消能中的作用研究

在设计与研究工作中,经常遇到具有中水头、大流量和低佛氏数等特性的工程,它们的下游消能问题难以用常规传统单一的消能工来解决,近年来通过与宽尾墩联合组成复合新型消能工来达到目的已成为一种趋势。龙湘水电站正是采用宽尾墩-挑流联合组成复合新型消能工解决下游消能问题。试验研究结果表明,宽尾墩通过收缩挑流水舌,使水流在纵向和竖向两方向扩散,增大了与空气接触面积,掺气充分(部分水分子雾化),因而提高了消能效果,减轻了水流对下游河床的冲刷。     

宽尾墩+阶梯溢流坝+消力池的紊流数值模拟

宽尾墩 阶梯溢流坝 消力池一体化的坝面泄流形式是我国科技工作者提出的新型水工设施,已在实际工程中有所应用,但缺少数值计算成果。阐述了针对这种极其复杂的坝面形式进行的数值模拟,计算了设计和正常水位条件下的水力特性和宽尾墩进出口处的紊动能以及耗散率,数值计算结果与试验数据基本吻合。数值计算时单宽过量已达141m3/s·m,对宽尾墩 阶梯溢流坝 消力池一体化的方式有必要进行更深入的研究。     

岸边溢洪道中宽尾墩—消力池消能的水力特性研究

在阐述宽尾墩—消力池联合消能的基础上,将宽尾墩消能的思想运用到岸边溢洪道的消能防冲上。通过试验表明这一消能形式较其它方案消能充分,下游冲坑小,同时还可以大大缩短消力池的长度,取得了较好的效果。     

泄洪表孔宽尾墩加消力池联合消能工的应用

 通过对已建的一些采用表孔宽尾墩加消力池的重力 坝调研资料及理论分析，表明宽尾墩可增加水流的三维特性，降低形成水跃的第二临界 水深，从而可以使消力池底板抬高、池长缩短。因此，建议皂市水电站的泄洪消能布置亦可 采取此种形式。     

阶梯溢流坝和宽尾墩及消力池组合消能的水流数值模拟研究

采用两相流模型,辅以Realizable k湍流模型,来模拟阶梯溢流坝和消力池组合以及阶梯溢流坝、宽尾墩和消力池组合两种联合消能工的水力特性,获得了流速场、压强场、紊动动能及紊动动能耗散率等物理参量的分布。网格划分采用了分区域划分:模型中任何形状不规则的复杂部分采用非结构网格划分,对形状规则的部分则采用了结构网格划分,并根据流动梯度的大小安排网格的疏密程度。采用有限体积法对控制方程进行离散。采用了VOF法处理自由水面,使用PISO算法求解速度与压力的耦连方程组。比较分析了两种消能工在速度场、压强场、紊动动能及紊动动能耗散率的差异。研究结果表明:受宽尾墩的影响,坝面及消力池中的流速均小于无宽尾墩的情况,而台阶坝面的压强明显高于无宽尾墩的情况;在消力池中紊动动能及其耗散率均大于无宽尾墩的情况。可见,阶梯溢流坝、宽尾墩和消力池组合消能工的消能优于无宽尾墩的情况。     

隔河岩枢纽泄洪消能试验研究

 本文着重介绍隔河岩枢纽泄洪消能试验研究成果。通过试验,将表孔、深孔、底孔采取平面错开,空间分层,出口采用收缩射流转向的新技术,既满足了泄洪要求,又有较好的消能防冲效果。上述研究成果为设计,施工提供了大量的数据,解决了工程中许多重大的技术难题。     

中低水头宽尾墩联合消能工的应用与认识

通过几个工程实例,证明宽尾墩联合消能工应用于中低水头能够得到与高坝相同的消能防冲效果。这些实例包括了消能工的常规形式,因而具有一定的代表性。分析比较表明,从选择闸墩收缩比ε入手,借助经验公式Fr=6.56ε2-3.71ε+2.98初选收缩起始断面位置的方法有助于宽尾墩的设计与应用。     

工字型宽尾墩在滚弄水电站溢流表孔中的应用研究

介绍了一种新型的工字型宽尾墩底流消能工体型,以及在滚弄水电站溢流表孔消力池中的应用,并给出了各泄洪工况的主要水力学参数.     

宽尾墩与台阶坝面联合消能工的试验探索

通过对宽尾墩与台阶坝面联合消能工的机理分析,借助工程水力学模型试验,提出一种新型宽尾墩———X型宽尾墩。这种宽尾墩能适应大小流量的变化,具有良好的消能效果,消能率达60%～70%,比常规宽尾墩消能率高5%～10%;产生的射流对消力池底板的最大冲击压力,比常规宽尾墩小30%。因此,X型宽尾墩具有广阔的应用前景。     

宽尾墩联合消能工在我国的发展（续）

宽尾墩联合消能工在我国的发展（续）谢省宗，李世琴，李桂芬（中国水利水电科学研究院北京１０００３８）（上续本刊１９９５年第３期第１１页）２．３安康河床三中孔的宽尾域——折流域——短消力池联合消能工２·３·１流动特征和消能机理安康河床三中孔孔口尺寸１１ｍ...