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。     

泄洪雾化降雨的纵向边界估算

近年来随着一大批高坝的陆续兴建，泄洪雾化问题越来越引起人们的关注，迫切需要进行预测研究。由于泄洪雾化的物理过程与影响因素十分复杂，基于大量原型观测资料的统计分析方法是有效的研究手段之一。本研究在对部分已建工程的泄洪雾化原型观测资料进行收集、归纳、总结的基础上，发现泄洪雾化纵向边界与泄流流量、水舌平均入水流速及入水角之间存在良好的相关关系，并基于量纲分析方法建立了估算泄洪雾化降雨纵向边界的经验关系式。该成果可用于实际工程的泄洪雾化预测研究。     

诌议桃林口水库泄水工程雾化问题

泄水工程的雾化现象是伴随着泄洪消能过程中发生的一种自然现象，国内一些工程因泄洪雾化问题遭受到危害已不乏实例，因此，雾化问题已成为近年来水利工作者关注的高速水流问题之一．本文依据桃林口水库的具体情况，参考国内已建工程对雾化问题的原型观测成果，对桃林口泄洪雾化的可能性进行予估，同时，提出了防护措施。     

泄洪雾化研究进展综述

高坝工程泄洪形成的泄洪雾化现象对水利枢纽的正常运行、交通安全、周围环境甚至下游岸坡稳定均可能造成危害。通过全面细致的文献调研,对我国泄洪雾化相关的研究进展进行了归纳总结,梳理了对泄洪雾化危害的认识过程,总结了对泄洪雾化形成过程的逐步了解,对比了不同模型试验和数值分析的研究成果。在对当前研究现状的认识基础上,指出今后泄洪雾化相关研究工作的开展应该注重测量技术的改进,以获得更详尽的原型和模型观测资料。此外,对泄洪雾化雾源特性的研究是今后研究的一个重要方向。     

泄洪雾化源区降雨强度分布特性试验研究

高坝工程泄洪雾化引发的强降雨及雾流对水利工程和周围环境均产生较大影响。以往研究主要针对下游岸坡泄洪雾化雨强开展工作,少见对雾化源区域的研究。通过概化模型试验,在不同水力条件下对挑流水舌落入下游水体产生的雾化源区域的降雨强度进行系统测量和分析,针对泄洪雾化雾源区雨强的平面分布特征进行了研究,确定了落水点周围不同区域雾化源的形成原因和降雨强度平面分布规律,并对水舌落水区的区域范围和雨强分布特征随流量和水头差的变化情况进行了探索。     

挑流水舌泄洪雾化源形成过程研究

水利工程大功率泄洪引发的强降雨及雾流对工程运行安全和周围生态环境均可能产生较大影响。以往研究工作主要从工程安全出发,关注大坝下游两岸岸坡的泄洪雾化影响范围和雨强分布特性。由于泄洪雾化涉及复杂的水气两相流和高速水流运动问题,现阶段对雾化形成机理的研究尚不透彻。通过概化模型试验,利用高速摄影等测量手段,对不同水力条件下挑流水舌落水产生泄洪雾化的过程进行了观测分析,重点研究了落水点附近表面水体激溅反弹产生雾化源的过程,分析了泄洪雾化主要雾化源的组成和特点。研究表明泄洪雾化主要由水舌空中紊动掺气形成的抛洒雾源和水舌与下游水体碰撞反弹形成的激溅雾源组成,特别指出激溅雾源的形成与水舌入水导致的下游水体表面周期性壅水形成、破裂、消落的过程密切相关。     

泄洪雾化与防治

泄洪雾化问题最近二十年来才引起人们重视的水工压力学问题，尤其是高坝大流量的泄洪雾化，给枢纽工程安全和环境带来的灾害及经济损失不少实例，高效的泄洪消能与高强度的雾化就成为一对突出的矛盾，因而促使和推动了对这方面研究的开展。泄洪雾化是一个水汽两相流的水力学难题，因受地形，气象，下泄水流形态及消能方式等各种因素影响，极为复杂，国内外通过许多大比例尺工程雾化物理模型试验，原型观测，数学计算及预报研究，取得一系列的成果（见文献1－8），探索出一些泄洪雾化规律和研究经验，对很多大型水电工程泄洪雾化作了比较全面的评价和预报。     

诌议桃林口水库泄水工程雾化问题

泄水工程的雾化现象是伴随着泄洪消能过程中发生的一种自然现象，国内一些工程因泄洪雾化问题遭受到危害已不乏实例．因此．雾化问题已成为近年来水利工作者关注的高速水流问题之一．本文依据桃林口水库的具体情况，参考国内己建工程对雾化问题的原型观测成果，对桃林口泄洪雾化的可能性进行予估，同时，提出了防护措施．     

高坝泄洪雾化模型试验研究

泄洪雾化是近20多年来水电工程中出现的一个新课题,现在的高坝具有落差大、泄洪流量大、河谷狭窄等特点,雾化问题突出,雾化水流的研究已成为高坝建设中新的水力学关键技术问题之一.为了正确预测高坝泄洪雾化雨强分布,根据二滩、安康、岩滩和小湾等工程的泄洪雾化物理模型试验和原型观测雾化资料,得出了用物理模型来研究高坝泄洪雾化的规律,并据此设计溪洛渡水电站泄洪雾化模型,试验得出溪洛渡水电站不同工况下的雾化雨强分布,为工程防护提供了科学依据.     

构皮滩工程泄洪雾化降雨强度及雾流范围研究

构皮滩工程泄洪流量和泄洪落差巨大,泄洪水舌入水激溅产生的强降雨及雾流对工程的安全以及电站的正常运行将产生一定的影响。通过物理模型试验研究和经验公式计算的方法,对构皮滩工程大坝泄洪雾化现象进行了较为深入的研究,分析了该工程泄洪雾化降雨强度分布特性,对降雨强度及雾流影响范围进行了预测。同时通过与相似工程类比,分析了构皮滩工程雾化降雨局部雨强大,雨强变化快以及两岸雨强分布不对称的特点。物理模型研究成果与经验公式计算和工程类比成果基本一致。     

对隔河岩工程泄洪雾化的认识与防护

国内新安江、柘溪等水利枢纽均存在由于泄流雾化而造成对于工程及发电的危害。泄流雾化属于水气二相流动,即自溢流坝或深孔下泄的高速水流,经鼻坎挑流作用而使水舌抛向空中并射入下游水垫。在此过程中,由于水气混掺;水舌入水喷溅,以及水舌在空中碰撞,形成之水滴、水汽,造成了雾化。对此目前尚无成熟的理论计算方法。二滩工程采用模型试验及原型观测手段对雾化进行研究,并在此基础上定出雾化分区标准,给出相应分布范围及确定防护措施。清江隔河岩工程系用表孔及深孔泄洪,预计泄洪时将会产生不同程度的雾化问题。由于泄洪期为每年5～10月,故不致因雾化引起输电线路挂冰现象。因坝址上游为峡谷,下游地形则相对开阔,易产生峡谷风,使雾向开阔处扩散,可能影响电站运行。经试验表明,如能尽量避免表、深孔联合运用,可减轻雾化程度。根据已建工程的雾化资料,隔河岩工程提出采用全封闭式开关站;加固开挖边坡及设排水沟等防护措施。     

小湾水电站泄洪雾化研究

小湾水电站枢纽坝高达２９２ｍ，泄洪流量大，泄洪能量高，雾化问题突出。因此泄洪雾化是枢纽泄洪消能研究专题中一个重要部分。通过大比尺枢纽整体模型，进行小湾雾化问题研究，较可靠地提出量化的雨强、雨区分布等资料，并对雾化防治问题提出建议，可供设计研究参考使用。     

大岗山水电站泄洪洞泄洪雾化观测成果分析

巨型电站高坝工程泄洪形成的泄洪雾化现象对水利枢纽的正常运行、交通安全、周围环境甚至下游岸坡稳定均可能造成危害。运行实践表明,大型水电工程的泄洪雾化,由于降雨强度及其影响范围相当大,与常规的自然降雨相比对水利枢纽附属建筑物和下游岸坡所造成的威胁、破坏要大得多,泄洪雾化作为环境问题受到了社会各方面的极大关注。通过大岗山水电站泄洪洞雾化原型观测,提出合理的安全调度运行方式,确保泄水建筑物运行的合理性、可靠性和安全性,为泄水建筑物的合理调度以及验证工程设计的正确性、合理性提供了依据。     

白山电站泄洪雾化原型观测与模型试验研究

本项研究是通过4次泄洪原型观测和模型试验,探讨了泄洪溅水雾化原因,重点研究了不同设计思路的水垫塘体型(冲坑)对泄洪溅水与雾化的影响,提出了改善减轻雾化源的工程措施及其防护范围。     

宝珠寺水电站泄洪雾化原型观测

宝珠寺水电站雾化原型观测结果表明:右底孔单独泄洪时,水舌溅水很大部分落在左岸,最大降雨强度约为360mm/h,左、右底孔同时泄洪时,左岸最大雨强在1950mm/h以上;在常遇洪水下,左、右底孔同时泄洪时,泄洪雾化将造成防雾廊道右侧的498·7m平台的严重冲刷,对该部位必须用混凝土衬砌保护;宝珠寺坝顶及坝后开关站一般不会受到泄洪雾化的影响,水电站下游河谷开阔,泄洪水雾飘散范围宽,容易散开。不过,电厂出线距离泄洪雾化影响区很近,如果泄洪时间较长,则泄洪雾化可能会对输电安全造成影响。     

基于泄洪雾化影响的白鹤滩水电站坝身泄洪调度方式研究

针对高坝工程泄洪调度方式的雾化影响问题,提出一种改进的泄洪雾化数学模型。该模型可综合反映水舌入水条件、气象条件及河谷地形的影响,并通过小湾工程实测资料验证,两者吻合良好。在此基础上,针对白鹤滩水电站坝身泄洪方式进行雾化影响对比分析。结果表明,当深孔泄洪时,由于其水舌挑距大,入水角度小,水舌风场与雾化降雨范围明显大于表孔泄洪,在泄洪流量与水位落差相同的条件下,表、深孔不同开启方式,其水舌落点与入水形态各不相同,最终引起水舌风场与雾化降雨分布显著变化,根据不同运行工况下的雾化降雨对比结果,提出了坝身孔口的最优开启方式。上述研究为今后实际工程泄洪调度的雾化影响分析提供了借鉴。     

挑流泄洪雾化影响范围的人工神经网络模型预测

在泄洪雾化机理研究的基础上，以BP神经网络为基础，研究建立了挑流泄洪雾化神经网络模型，并用网络模型预测出拉西瓦水电站不同水位和宣泄洪量下的雾化影响范围，泄洪雾化是宣泄洪量、水位差、泄洪孔口形式等多因素相互作用的结果，具有明显的非线性输入、输出关系。     

大坝泄洪雾化环境影响及防护措施分析

水利工程泄洪过程中产生的泄洪雾化现象是一直以来困扰工程建设的难题,而且在多种因素共同作用共同影响影响下,使得该现象更为复杂化,尤其是大坝泄洪产生的雾化现象尤为严重,对水利枢纽的正常运行以及大坝下游边坡稳定造成严重危害。文章立足于泄洪雾化的研究,概括了其主要危害,并分析了相关影响因素,最后提出了相应的防护解决措施。     

某电站泄洪雾流降雨数值计算研究

对于待建工程,一般采用模型试验和数值计算来模拟雾化水流的影响范围和程度。根据某电站工程具体情况,建立高水头、大泄量泄洪雾化计算模型,对其泄洪建筑物的各种运行工况下的雾化影响范围和降雨强度进行计算,研究分析泄洪雾化的影响。研究结果表明：雾化降雨大暴雨区主要位于下游水垫塘范围内,电厂及其尾水渠均处于暴雨区(降雨强度S≥10mm/h)之外,部分工况下电厂左安装间和电厂尾水渠左侧位于毛毛雨区(10mm/h>S≥0.5mm/h),电厂厂房和尾水渠边坡受雾化降雨的影响较小。     

泄洪雾化模型试验研究

随着我国水利水电事业的发展，雾化问题越来越受到人们的关注。通过对雾化模型的研究，根据一定的模型相似率，测出雾化溅水的范围，对泄洪雾化数学计算模型进行了验证，为预报雾化危害提供强有力的依据。