河床下切对闸坝泄洪消能的破坏及对策

河床下切导致的闸坝下游水位降低,上下游水位差增大,造成原有消能工不能满足消能要求,甚至大洪水时发生严重破坏。小埠东橡胶坝工程采用一、二级消力池联合消能工设计,由于下游河道连续多年采砂超量,河床急剧下切,导致消能工多次毁坏,严重危及闸坝安全且带来巨大损失。通过水力学模型模拟了小埠东枢纽消能工消能效果,分析了破坏原因。结合多个消能工优化方案的消能试验,提出的推荐方案一、二级消力池均能产生稳定的水跃,满足校核洪水消能要求。通过变动枢纽下游水位的消能试验,研究了消能工推荐方案下游河道允许下切极限。工程实际应用表明,推荐的消能工结构遭遇大洪水时未发生破坏,研究提出的因河床下切造成的消能破坏加固理念和对策可为类似工程借鉴参考。     

白虎潭水库溢流坝泄洪消能方式研究

白虎潭水库溢流坝采用挑流消能,溢流堰面采用WES堰型.原挑流鼻坎采用常规等宽鼻坎,挑流水舌入水宽度大于下游河床宽度,水流落入下游河道后,落水集中,造成下游河床及岸边冲刷严重.经水工模型试验研究,推荐的台阶式堰面+差动挑坎+边墙末端局部收缩方案,使下泄水流归槽宽度减小、纵向及竖向充分分散,水舌入水面积增大,消能率增加,下游河道消能问题得到了有效地解决.     

揭阳市北河桥闸工程消力池优化试验研究

通常水闸消能工的设计是能够满足工程调度运行要求的,当河床下切、下游水位降低达不到设计计算条件时,消能工难以适应闸门调度运行时的消能要求,出现破坏。采用物理模型试验,在现状运行条件下,假定下游河道产生了下切,对设计方案的消力池消能工进行了优化,提出了一种简单实用的新型消能形式——消力池内设消能坎,试验表明其消能效果满足现状及下游河床下切后的调度运行要求。     

对泄洪闸闸后防冲设计的几点新见解

本文针对新疆山溪性多沙河流的水沙特点，提出了建在多沙河流卵砾石河床上的低水头引水枢纽，泄洪闸闸后应“适当消能”的观点，即应避免因闸后局部消能过大而影响下游河道沿理冲刷，并通过对某些水工模型试验研究成果的分析，探讨了建在多沙河流卵砾石河床上的低水头引水枢纽闸后防冲设计的指导原则。     

侧向泄水底流消能工设计研究

受地形条件限制,德党河水库溢洪道消力池出口水流须转向近90°,下游河道两岸又多为土坡,河床内砂卵砾石层松散,抗冲刷能力差。通过水工模型试验研究,对溢洪道消能工体型及平面布置进行优化,有效提高了消力池的消能率,同时出池水流流态得到明显改善,减轻了下游河道的防冲压力。     

窄缝消能在老炉下水库溢流坝中的应用

针对工程所处位置的特殊地形以及由此带来的下游消能问题，通过多方案的比较试验研究，提出适合工程实际的坝面窄缝消能工方案。该布置较好地适应了消能区地形，挑射水舌沿竖向和纵向拉开、扩散较充分，水舌在空中的消能率增大，水舌外缘落点适度，从而减轻了下游河床的冲刷，较好地解决了老炉下水库溢流坝下游的消能防冲问题。试验推荐方案已被设计采用。     

东山拦河闸加固改造工程消能研究

由于东山拦河闸下游消力池遭受破坏,且下游河道河床下切、水位降低,需对拦河闸下游消能工进行加固改造。通过水工模型试验,在东山拦河闸现状下游消力池加固改造的基础上,为了确保消力池下游海漫段的安全运行,在海漫段上设置消力墩和消力坎等辅助消能工。研究表明:消力池下游海漫段上设置了消力墩和多级消力坎之后,海漫段的泄流消能率最高可达约50%,确保了出池水流较平顺地与下游河道水流衔接。研究成果得到了工程建设的采用,可供类似工程设计和运行参考。     

共青河拦河闸坝消能研究

共青河拦河闸坝下游河道河床下切、水位下降,造成闸坝下游消能工及其两岸堤围出险,需进行除险改造或重建。对2002年拦河闸坝除险改造和2014年拦河闸坝重建工程的消能试验成果进行总结,对拦河闸坝下游河道水位—流量关系和闸坝初始泄流运行的最低下游河道水位的选取、消能工的布置等进行了分析,供类似工程设计参考。     

高拱坝泄洪消能防冲技术发展与应用述评

高拱坝泄洪消能的特点是坝高落差大，流量大，功率大，位于河谷狭窄地区，泄洪消能与防冲问题突出，经科学研究，采用“分散泄洪，削弱水流冲击力，加固河床，增强河道抗冲能力”的综合治理措施，较好地解决了泄洪消能布置问题。提出了表孔大差动坎加分流齿，双层多孔，水流撞击，下设水垫塘联合消能的典型布置方案，经实践证明，方案可靠，消能效果好。     

潮州供水枢纽工程西溪拦河闸消能工除险改造试验研究

由于潮州供水枢纽拦河闸下游河床下切，下游河道水位明显下降，造成拦河闸下游消能工出险。根据潮州供水枢纽西溪拦河闸下游消能工除险改造工程的水力模型试验资料，介绍拦河闸下游消能工除险改造优化方案试验研究成果及运行情况，供类似工程设计和运行参考。     

小埠东橡胶坝消能防冲设计试验研究

临沂市小埠东橡胶坝坝基为第四系河流沉积的砂层,下游河床抗冲能力较低,由于河道采砂等原因,坝下游河道水位逐年下降,原设计消能防冲设施已不能满足消能需求。通过对小埠东橡胶坝下游进行水工模型试验研究,阐述了下泄的水流特点,确定出新的消能工的消能体型,较好地解决了相关工程问题,本设计对类似工程的设计有一定的借鉴作用。     

李溪拦河闸下游消能工除险改造研究和实践

拦河闸下游河道河床下切、水位降低后,改变了其下游消能工运行的水文条件,会造成拦河闸下游消能工破坏,危及工程的安全运行。通过对流溪河李溪拦河闸下游消能工一、二期除险加固改造的水力模型试验成果的总结和分析,介绍了该工程下游消能工除险改造优化方案和应用情况,可供类似工程设计和运行参考。     

向家坝水电站泄洪建筑物设计

向家坝水电站中表孔均采用底流消能形式，在溢流反弧末端选用跌坎消能建筑物。试验成果表明：此消能方式消力池近底流速、底板脉动压力得到有效控制；消力池内及下游河道水面波动小；消力池尾坎后水流衔接条件好，能保证枢纽建筑物安全运行。     

流溪河李溪拦河闸的消能问题及改造研究

由于流溪河李溪拦河闸下游河床下切、下游水位降低,造成拦河闸下游消能工损毁,严重危及工程的安全运行。该文结合流溪河李溪拦河闸下游消能工加固改造工程的水力模型试验成果,介绍了该工程下游河道水位下降后的下游消能工改造优化方案和原型运行观察情况,可供类似工程设计和运行参考。     

低水头拦河闸重建工程消能工优化布置试验研究

共青河拦河闸坝工程是典型的低水头枢纽工程,近年来随着下游河床下切等原因,拦河闸坝多次出现险情,个别部位残损严重,影响工程的安全运行。为研究研究拦河闸坝及其消能工运行的水力特性,妥善解决拦河闸坝下游消能防冲的问题,基于工青河拦河闸工程设计资料,建立了水工模型试验。试验表明通过增加一级消力池末端左、右两侧尾坎顶高程和在一级消力池尾坎下游两侧斜坡段上设置外凸型阶梯,有效降低了消力池出流斜向流速,减轻该斜向流撞击左、右两侧斜坡段内坡的现象,且外凸型阶梯削减了斜坡段的流速,减轻了下游海漫段和防冲槽的消能压力,较好地解决了下游河床的消能防冲问题。     

水布垭水电站泄洪消能防冲试验研究

水布垭水电站坝区河道狭窄、两岸山高壁陡,河床基岩软弱、抗冲能力较差,设计上对消能区河段两岸进行了地下防淘墙保护,两岸山体的安危将取决于防淘墙的稳定,此成为该枢纽泄洪消能防冲的控制性指标;同时,由于右岸地下电站尾水洞出口因条件制约而布置在挑射水舌外缘附近,砂石淤积可能影响电站正常运行.通过泄洪消能试验研究,利用消能工控导水流技术改变下游消能区水流运动结构,使河床局部冲深和电站尾水洞出口淤积两项指标均满足工程安全要求,为工程设计提供了较为可靠的施工方案.     

泄洪闸闸后防冲设计

针对新疆山溪性多沙河流的水沙特点,提出了建在多沙河流卵砾石河床上的低水头引水枢纽,泄洪闸闸后应适当消能的观点,即应避免因闸后局部消能过大而影响下游河道沿程冲刷。并通过水工模型试验研究成果的分析,探讨了建在多沙河流卵砾石河床上的低水头引水枢纽闸后防冲设计的指导原则。采取适当的消能防冲方式适当消能,使得经枢纽下泄的洪水既能将由河道洪水带来的推移质泥沙挟带过闸并避免闸后下游出现沿程淤积;又能避免枢纽泄水建筑物闸后出现较大的局部冲刷以至于危害枢纽安全。     

潮州供水枢纽东溪拦河闸消能工除险改造试验研究

潮州供水枢纽东溪拦河闸下游河床下切之后,河道水位明显下降,拦河闸下游消能工无法满足消能防冲的要求,危及工程的安全运行。东溪拦河闸除险改造工程对原消力池进行改造,并在其下游布置二级消力池,经水力模型试验优化后,妥善解决了拦河闸下游消能防冲的问题。     

狭窄河床大单宽流量深覆盖层施工导流消能防冲研究

文章对下游河道消能防冲和固堰保护措施进行了比较研究,提出了采用开挖块石护底、混凝土四面体二次消能的综合措施,解决了狭窄河床、大单宽流量、深覆盖层、地质条件差的导流洞出口消能防护和下游固堰安全的技术难题。     

岸边并联泄洪洞下游河道冲坑预测

挑流水舌对下游河道的冲刷关系到工程安全。根据动量方程推导了射流在下游水垫中的扩散规律,分析了下游水垫流速对射流扩散的影响,提出了动水垫下射流的临底流速计算方法。研究结果表明:动水流速增加了射流在水中的扩散距离,促进了射流扩散及射流流速衰减,降低了射流临底流速。将研究结果应用于白鹤滩岸边泄洪洞下游河道的冲坑深度预测。模型试验结果表明:在鼻坎水流参数相同的情况下,河道中水流为动水时的冲坑深度较静水时冲坑深度减小约10%,且位于河道下游侧的挑流水舌形成的冲坑深度小于上游侧挑流水舌形成的冲坑深度。与常规预测公式相比,该方法能准确预测不同位置挑流水舌的冲坑深度,研究结果可为泄洪设施下游河道消能防冲设计提供依据。