黄金峡水利枢纽工程泄洪消能设计研究

黄金峡水利枢纽工程具有洪峰流量大、泄洪消能建筑物规模大、运行条件复杂、水库调蓄能力小、河床宽度有限、下游水位变幅大等特点,泄洪消能及下游河岸防冲刷问题突出。为尽量减少溢流前缘宽度以及考虑到排沙、施工导流等,经多方案比较,最终确定采用表、底孔结合布置方式。由于泄洪表孔下游单宽流量大、下游水位高,经多方案分析比较和模型试验研究,表孔采用宽尾墩加戽式消力池消能型式,底孔采用底流消能型式,泄流能力满足要求。泄洪消能建筑物分二区布置,各工况下消能效果良好。研究所得成果为类似水利枢纽工程泄洪消能设计提供参考。     

莲花寺水库泄洪建筑物模型试验成果分析与优化设计

莲花寺水库泄洪建筑物由一孔泄洪排沙底孔、两孔溢流表孔组成,在初步设计阶段为了验证泄洪建筑物的泄流能力、水流流态以及消能效果等问题,进行了水工模型试验研究,通过理论设计与模型试验相结合,优化了底孔与消力池衔接型式、左侧边墩型式,改善了消能效果。研究成果可为设计单位提供技术参考,对同类工程设计和其他模型试验具有借鉴意义。     

恰甫其海水利枢纽工程消能设计

恰甫其海水利枢纽工程消能区河床狭窄、泄水建筑物走向与河谷走向夹角较大,针对其地形地质条件,为满足工程布置及下游防冲,对消能进行了多方案论证及水工模型试验,采取了:表孔泄洪洞和深孔排沙放空洞出口采用带导向的曲面贴角窄缝挑流消能工、中孔泄洪洞出口采用“消力墩 T型墩 消力池”方案、三个泄水建筑物出口布置顺河向相互错开等消能方案,消能效果较好。     

洛古水电站泄洪消能建筑物设计

洛古水电站采用3表孔集中布置、2底孔分列两侧的孔口布置方案,表孔采用“x”型宽尾墩＋WES曲线＋台阶堰面＋消力池的消能方式,底孔采用坝内有压式流道＋反弧＋消力池的消能方式,表底孔共用1个消力池。通过模型试验验证,洛古水电站泄洪消能建筑物的布置型式很好地适应了坝址的地形地质条件,能够满足泄洪消能要求,消能效果良好。     

亭子口水利枢纽水力学模型试验研究

亭子口水利枢纽具有泄洪落差与泄洪单宽流量均较大、建筑物布置相对比较集中、下游河势复杂等特点。通过水工断面模型试验,对表、底孔体型及消能工进行优化,推荐表孔采用宽尾墩消力池联合消能型式,底孔采用突扩跌坎型式,并经过整体模型试验验证,其泄洪消能均能满足设计要求;通过在水工整体模型上对下游引航道左右岸线及河床的整治、隔流堤长度和堤头偏角调整等方面影响因素的比较优化,提出了可行的布置方案。     

戈兰滩水电站泄水建筑物设计

戈兰滩水电站泄水建筑物集中布置在主河道,且表孔和底孔采用"五表二底"的高低重叠布置方式.采用宽尾墩-消力池-底孔跌流联合消能方式.水工模型试验表明宽尾墩形式效果良好.表、底孔已经投入运用,运行结果表明设计是合理的.     

光照水电站泄洪消能方式研究与选择

光照水电站的泄水建筑物采用坝身表孔及底孔形式,是典型的狭窄河谷地区高坝泄水建筑物的代表,具有水头高、单宽流量大、下游河床狭窄、消能防冲难度大等特点。设计时通过对多种表孔泄洪消能方案的试验研究,最终采用窄缝挑流的消能方式,大大减轻了对下游河道的冲刷,消能效果较好。     

大朝山水电站泄洪消能及排沙建筑物设计

大朝山水电站采用表孔和泄洪排沙底孔联合泄洪的泄洪消能方案。中小流量时，以泄洪排沙底孔、冲沙孔和机组泄流为主；中大流量时，则以表孔、泄洪排沙底孔、冲沙孔和机组联合泄流。表孔采用宽尾墩，台阶式坝面和戽式消力池消能工，泄洪排沙底孔和冲沙孔采用窄缝异型挑流消能。新型台阶式坝面对加快碾压混凝土坝的施工进度、节省工程量和提高工程效益具有积极的意义。     

"X"型宽尾墩在鲁地拉水电站中的应用

鲁地拉水电站采用五表孔集中布置、两底孔分列两侧的孔口布置方案,表孔采用"X"型宽尾墩 台阶堰面 戽式消力池的联合消能方式,是目前中国采用这种联合消能型式的工程中坝高最大的水电站;底孔采用长泄道挑流消能方式。通过模型试验验证,鲁地拉泄洪建筑物的布置型式较好地适应了坝址的地形地质条件,能够满足泄洪消能要求,消能效果良好。     

大藤峡水利枢纽工程泄洪消能建筑物研究与设计

泄洪消能建筑物设计是水利枢纽布置首要研究问题,泄洪消能建筑物设计非常重要,涉及到泄流能力、过流面空化、水流掺气、泥沙磨蚀及对其下游河床冲刷等问题。针对大藤峡水利枢纽工程泄洪建筑物最大泄量达66 200 m³/s和消能建筑物弗劳德数低的难题,泄洪建筑物采用了底孔泄洪、表孔排漂的泄洪方案,消能建筑物采用了二级消力池底流消能方式。泄水闸主要采用底孔泄洪,弧门推力巨大,选用钢梁作为弧门支撑体,解决了工程设计难点,为同类工程提供借鉴作用。     

三峡大坝泄水建筑物水力学原型观测与分析

三峡大坝泄水建筑物具有下泄流量大(102 500 m3/s)、泄洪落差大(97.3 m)、孔口数量多(22个表孔和23个深孔)、运行水头高(90 m)、库水位变幅大(135～180 m)等特点,其泄洪运行备受关注。采用现场原型观测手段,2003年以来历时十余年,系统观测了深孔135 m、156 m、172 m和表孔162 m、172 m特征库水位泄洪消能水动力特性,重点考察了水流流态、动水压强、水流流速、水流空化噪声、通气风速、水流掺气浓度、坝下冲刷等参数,获得了宝贵的原型系列观测数据,并与模型试验成果对比分析补充完善。观测显示,泄水建筑物过流面虽有初生空化信号但未见空蚀和泥沙磨损破坏,坝下消能区冲坑最深点高程20.8 m,折算其上游坡比1∶6,表明三峡大坝泄水建筑物布置总体是成功的。     

SUE水电站工程设计方案评价及优化

依据国际规范及合同要求,采用变态定床模型试验方法,对 SUE 水电站工程建筑物设计方案合理性进行评价。结果表明,SUE 水电站建筑物体型尺寸设计合理,泄洪闸过流能力满足要求,上游翼墙及下游导流墙起到导流、平稳流态的作用,但设计洪水流量时泄洪闸下游消力池消能防冲效果欠佳;为此,根据下游水跃的特点,合理加长消力池长度,并在消力池水跃尾部合适位置设置消力墩对原设计方案进行优化;优化后 PMF 洪峰流量时,海漫水流平稳,海漫末端断面垂向流速分布趋于正常流速分布;设计流量时,海漫下游底部流速减小,下游河床不会发生冲刷。     

高坝泄流诱发底流消能泄水建筑物振动特性试验研究

通过研究高坝泄流诱发底流消能泄水建筑物振动特性与主要影响因素,建立某中表孔交叠底流消能水电站1:80水力学模型,模拟了其实际泄洪工况。通过控制单一变量原则,研究上游水位、下游水位、中表孔开度等因素对场地振动的影响,得出结论:(1)泄流诱发各泄水建筑物振动具有明显的规律性,上游水位一定时,随下游水位的升高,中孔处振幅增大,消力池底板处振动减小;(2)当上游水位升高,各结构振动有所增强,但与流量增幅相比,振动强度增幅可忽略;(3)中孔泄流存在明显的不利运行区,孔口局开6 m时振动最为剧烈,在工程应用中应避开明显的不利运行区,可通过适当控制下游水位,抬高上游水位,以达到减振目的。     

Experimental investigation of the optimization of stilling basin with shallow- water cushion used for low Froude number energy dissipation

Energy dissipations induced by the hydraulic jump and the trajectory jet are the most widely known as the two dissipation modes at the downstream of flood discharging structures, which are often considered quite different even contradictory. However, such two energy dissipators can be used jointly and harmonically. In this paper, a new type of stilling basin with a shallow-water cushion and a triangular bottom deflector is proposed based on two different scale physical model tests of the flood discharging tunnel No.2 of Luding hydropower project. The experimental results show that the flow regime of the hydraulic jump in the presented stilling basin with bottom deflector enjoys a good and stable performance within a large range of flow rates and the energy dissipation rate is considerably high as compared to the conventional stilling basin even at a low Froude number. The results also indicate that the stilling basin with triangular bottom deflector has a better performance in improving the potential cavitation erosion according to the analysis of the pressure and the cavitation number compared to the trapezoidal one. The proposed new type of shallow-cushion stilling basin with a shallow-water cushion can be applied in similar energy dissipation projects with low Froude number and large range of flow rates.     

彭水水电站泄洪消能优化研究

根据彭水水电站泄洪流量与单宽流量大、下游河床狭窄水位变幅大的特点,结合施工工期要求,采用全表孔泄洪,利用弧形重力坝向心作用采用挑流消能,下游采用护坡不护底的防冲方式.在两家科研单位的模型上,通过优选的消能方案,可使下游两岸坡脚的冲刷深度减少约10 m,减少了防冲墙的深度,缩短了施工工期,降低了施工难度.     

惠州抽水蓄能电站上库溢流坝阶梯消能试验研究

介绍惠州抽水蓄能电站工程概况,建议将上库溢流坝挑流消能改为底流消能方式。通过水力模型试验研究,推荐溢流坝采用“坝面削角阶梯+底流消力池”的联合消能方案。试验表明,削角阶梯坝面末端泄流的动能只占相应光滑坝面动能的30％以下,相应动能消能率达70％以上,消能效果较显著,大幅度减小了溢流坝下游消力池的尺寸和工程量。     

老口航运枢纽泄水闸坝消能防冲设计

老口航运枢纽工程是一座以航运、防洪为主,结合发电,兼顾为改善南宁市水环境创造条件的综合性枢纽.泄水闸坝的消能防冲设计应满足船闸下引航道和电站正常运用的要求,减轻对下游河床的冲刷.通过水工模型试验的验证,泄水闸坝的闸下消力池消能效果基本满足设计要求.     

高陂水利枢纽泄水闸消能和运行试验研究

韩江高陂水利枢纽坝址区域河道弯曲和狭窄,给其泄水闸下游消能防冲和安全运行带来不便。通过水力模型试验,优化了泄水闸下游消力池的长度和海漫的布置,满足泄水闸泄流消能防冲的要求;同时根据工程多孔泄水闸布置的特点,在闸室下游消力池中间设置了两道隔水导墙,对泄水闸泄洪采用分区调度运行,提出了运行的优化方案,研究成果还应用于工程设计中。     

安宁水电站溢洪道消能防冲试验研究

低水头、低佛汝德数消能一直是中小型水利工程泄洪消能的关键问题,通过水力学模型试验方法,对安宁水电站溢洪道泄洪消能问题进行了研究。结果表明:通过折坡消力池中布置两排消力墩以及护坦末端加设尾坎的方案,解决了该溢洪道消力池消能及水流衔接问题,提高了消能率,改善了下游河道水流条件。