疏勒河青羊沟水电站枢纽挑流消能鼻坎设计与优化

青羊沟水电站枢纽采用挑流消能设计,枢纽布置为3孔泄洪表孔和1孔泄洪冲沙表孔。枢纽下游河床非常狭窄,宽度仅为20余m,消能防冲设计难度大,对挑流鼻坎在不同流量下的水力性能要求很高。原设计采用宽尾墩结合扭曲式鼻坎消能,左右表孔出口水流对两岸坡脚有直接冲刷,且对下游河道的冲刷深度较大。针对原设计水流冲刷两岸及冲深较大的问题,结合枢纽水工模型试验,优化了鼻坎体型,使挑坎结构布置安全、合理,并满足运行要求。     

某抽水蓄能电站狭窄河道挑流鼻坎优化及下游防冲设计试验研究

针对某抽水蓄能电站下游的狭窄河道斜交挑流消能问题,对连续坎、窄缝坎和异型坎等不同类型鼻坎进行对比研究,推荐挑流水舌落点优、冲坑深度小的折线型贴角斜鼻坎为设计方案。为确保工程安全,对设计方案下游河道的水流流态和动床冲刷开展试验研究,结果表明,下游河道左岸岸坡附近流速较大,坝下0+260.00下游100m范围内冲刷严重,应对两岸和基础进行防护。研究成果可为类似工程的挑流消能鼻坎的选型和防冲设计提供参考。     

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。     

玛尔挡水电站泄洪消能试验研究

玛尔挡水电站具有水头高、流速大、下游水位浅,而其泄洪建筑物布置集中,水舌较为集中入水,泄洪消能问题突出的特点。通过模型实验,提出泄洪洞采用横向扩散式挑坎;溢流堰堰顶高程由3261 m降低为3258 m,溢洪道引渠段底板高程随之由3250 m降低为3247 m,溢洪道孔口尺寸由13 m×14 m改为10.5 m×17 m,溢洪道挑坎均采用曲面贴角窄缝挑坎等措施对泄水建筑物进行优化。模型实验结果表明,优化方案可有效解决原方案死水位不能跨岸、下游河道冲刷严重的问题,满足泄洪消能的要求。     

溪洛渡水电站泄洪洞出口挑流鼻坎体型优化研究

溪洛渡水电站采用坝身孔口与岸边泄洪洞相结合的泄洪消能方式。左、右岸各布置两条常规泄洪洞,是目前国内最大规模的泄洪隧洞。在正常水位泄洪时,泄洪洞最大流速近50 m/s,消能防冲设计难度大,对挑流鼻坎的水力性能要求很高。针对原设计方案中下游水舌冲刷两岸、且冲刷坑深度较大的问题,对挑坎体型进行修正。利用Bezier曲线生成技术构造出口挑坎,通过移动控制点改变挑坎的曲线和构造出口挑坎,优化了出口挑坎体型,并通过物理模型试验进行检验。     

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.     

洞河水库双曲拱坝表孔泄洪消能问题的试验研究

洞河水库大坝为碾压混凝土双曲拱坝,最大坝高65.5 m,采用"三表+二底"泄洪方案。通过1∶50的水工整体模型对其表孔泄洪消能布置进行了体型优化试验研究,提出了差动式鼻坎与斜切圆柱体鼻坎巧妙结合,合理搭配,使其下泄水流实现纵、横向充分扩散,最大限度地增加落水面积,充分利用下游河道水体消能减弱对下游河道的冲刷作用,从而较好地解决了该工程消能防冲问题。该泄洪方案已被设计单位采用。     

高水头、狭窄河道大交角溢洪道挑流消能防冲设计

针对高水头、狭窄河道大交角溢洪道挑流消能防冲设计,文章通过优选挑坎体型及下游河道扩挖防护,并结合水工模型试验成果,优选出挑坎体型,很好地解决了水流归槽、消能、防冲等问题.     

大石涧水库溢流坝挑流鼻坎体型优化试验研究

为解决大石涧水库溢流坝设计挑坎水舌空中扩散程度低、水流落点过于集中、两岸淘刷严重、影响岸坡稳定的问题,对其进行了水工模型试验研究,提出了4种修改方案,包括3种差动挑坎以及在差动坎基础上进一步优化的新型舌瓣挑坎。通过分析比较各方案30 a一遇(消能防冲设计洪水)工况下水舌扩散形态、下游河道冲淤情况等,得出新型舌瓣挑坎的各参数较优,能够较好地解决两岸淘刷严重的问题,满足下游消能防冲要求,将其确定为推荐方案。推荐方案下校核工况及设计工况的试验结果表明:采用新型舌瓣挑坎消能对泄水建筑物安全性无影响;校核工况下对下游消能区两岸产生冲刷,可能造成局部岸坡坍塌,护坦末端左半部有淘刷,但仍比坝基础高8.5 m,不会影响坝体稳定。     

河口村水库坝下泄洪区出口整治及生态修复

河口村水库泄水建筑物泄洪洞和溢洪道采用挑流消能,挑射的水流具有强大的冲刷作用,在建筑物下游出口河床产生了较大范围的冲刷坑,为了保护泄洪出口区域安全与坝下游河道生态环境,确保下游建筑物安全,对泄洪建筑物出口河道进行整治与生态修复。通过水力计算及模型试验得出了泄洪出口挑流冲刷的影响范围,通过设置河心滩进行导流分流,降低河道流速,并增设不同位置的跌水坎形成消力塘和水垫;河心滩、防冲墙、跌水坎紧邻泄洪出口区布置,保护了相邻建筑物的安全;结合下游河道自然形态和周边环境,创造高滩、沙洲、岛屿等多种类型物理生境。