高拱坝泄洪布置形式与消能防冲设计中的若干问题探讨

对高拱坝泄洪消能中的若干突出问题进行了综述与分析。针对其泄洪消能特点,探讨了解决消能防冲的基本途径,如坝身孔口布置及与之适当的坝下消能形式（水垫塘）。分析了水垫塘内水流结构与消能机理,从而要求水垫塘有足够的消能体积与水垫深度。提出了关于水垫塘体型设计的防护标准及底板防护措施的若干意见。     

反拱水垫塘与平底水垫塘底板稳定性诸方面之比较

 反拱水垫塘是一种新型消能防冲结构,拟在我国溪洛渡等高拱坝中采用。在高水头、大流量作用下反拱水垫塘能否安全运用其稳定性是关键技术之一。分析了平底水垫塘和反拱水垫塘的稳定性原理,论证了反拱水垫塘底板具有超载能力强、稳定性高的优点,是高拱坝坝身泄洪消能的合理选择。     

高拱坝大流量全坝身孔口泄洪消能布置设计方案研究

本文以叶巴滩工程为例,结合同类工程经验,对泄洪消能布置格局、坝身孔口布置、空中消能方式、水垫塘衬护方式及二道坝设置必要性等方面进行研究和综合比选,推荐采用"全坝身孔口泄洪(坝身布置5个表孔+4个深孔)、坝身分层出流、水舌空中无碰撞、坝后设水垫塘及二道坝"方案,满足工程安全性及经济性要求.     

我国特高拱坝坝身泄洪消能技术研究与应用

高坝泄洪伴随着能量的传递和释放,时至今日泄水建筑物遭受破坏的实例仍屡见不鲜,高坝泄洪消能是坝工建设与运行的关键技术之一。以2000年以来国内新建的11座特高拱坝(坝高≥200 m)为主要考察对象,其泄洪消能布置和水力指标均居世界前列。在系统总结探讨水垫塘消能评价指标、孔口体型、泄洪消能布置和水力特性的基础上,重点阐明坝身消能的3种典型创新模式:水舌碰撞的二滩模式、水舌不碰撞的锦屏一级模式、水舌碰撞与不碰撞结合的旭龙模式。研究思路和工程应用逐渐从“泄洪消能工程安全”向“泄洪消能工程安全与减轻岸坡泄洪雾化并重”转变,且水垫塘冲击动水压力均<15×9.81 kPa(标准限值)。近20 a特高拱坝建设快速发展极大地推动了该领域的技术进步和泄洪消能模式创新。建议开展复杂边界数值模拟研发、高坝泄洪TDG(总溶解气体)生成与释放过程研究等。     

构皮滩水电站泄洪消能设计

构皮滩水电站坝址河谷狭窄、洪水峰高量大, 枢纽最大泄洪功率为42 000MW, 位居国内外高拱坝工程前列, 泄洪与消能防冲设计是本工程的关键技术问题之一。通过方案比选和水工模型试验研究, 推荐采用坝身孔口泄洪、坝下设置水垫塘消能、岸边设1条泄洪洞、采用预挖冲坑挑流消能的布置方案。     

高水头大流量泄洪消能研究（结合拉西瓦工程部分）

本文是“八五”国家重点科技攻关８５－２０８－０１－０４（结合拉西瓦工程部分）专题研究报告的简述，概括了全部子题的主要研究成果，扼要地论述了拉西瓦水电站泄洪消能布置的优化研究；梯级水库泄洪可靠度及风险分析模式和计算方法的研究；拉西瓦坝身深孔体型优化的研究；拱坝坝身泄洪及水舌冲击水垫塘诱发坝身振动的研究；导流洞改永久泄洪洞及涡流消流工的研究；水垫塘三维紊流场数值模拟计算及消能分析；峡谷区雾化研究等。研     

拉西瓦水电站工程反拱水垫塘优化设计

在大型高水头水电站中,拉西瓦水电站是我国第一座采用反拱形水垫塘作为特高拱坝坝后消能建筑物的工程,也是我国现有特高拱坝水垫塘中长度最短、宽度最小的工程,其单位水体消能率接近国际经验控制的最高标准。在无规范明确规定和缺少工程资料的情况下,经一系列科研试验和数值计算,优化了反拱水垫塘结构和排水、抽水系统设计等。其经验丰富了我国坝后消能建筑物的设计内容,对我国规范中反拱水垫塘设计规定以及对其他大型高水头水电站坝后消能防冲建筑物的设计具有重要参考价值。     

高水头大流量泄洪消能研究

高水头大流量泄洪消能研究是“八五”国家科技攻关专题，主要结合小湾高拱坝建设，研究在高山峪谷河段上，高水头、大流量泄洪消能问题。专题分别就泄洪消能布置优化；坝身孔口布设及其型式；水垫塘冲刷平衡及消能机理；坝身泄洪振动对坝体的影响；５０ｍ／ｓ高流速空化、空蚀及减蚀措施；高压弧形闸门的伸缩式水封封水试验；高坝泄洪雾化的影响范围等进行研究。并结合漫湾大坝泄洪进行了一系列水力学方面的原型观测，取得了丰富的成     

二滩水电站坝下水垫塘的水力设计

二滩水电站采用坝身泄洪、水垫塘消能方式。本文用模型试验、计算分析和工程类比的方法,对坝下水垫塘的水力设计问题进行了探讨,结果表明,溢流拱坝下游水垫塘的设计是经济合理的,可以满足坝身泄洪消能的要求。     

反拱水垫塘在拉西瓦特高拱坝枢纽中的应用及研究成果综述

为了实现反拱水垫塘在高水头、窄河谷、高地应力和水垫塘长度受限制条件下的应用,采用各种物理模型试验、结构仿真计算和流行元超载能力分析等多种研究方法,解决了反拱水垫塘适应条件、作用荷载、工作机理、稳定机理、破坏机理、承载能力、成拱条件、体型结构和构造等关键技术问题,实现了反拱水垫塘在拉西瓦250 m特高拱坝中的应用。连续运行半年,监测结果表明反拱水垫塘运行正常,满足设计要求。     

反拱水垫塘在拉西瓦特高拱坝工程中的应用及研究成果综述

为了实现反拱水垫塘在高水头、窄河谷、高地应力和水垫塘长度受限制条件下的应用，采用各种物理模型试验、结构仿真计算和流行元超载能力分析等多种研究方法，解决了反拱水垫塘适应条件、作用荷载、工作机理、稳定机理、破坏机理、承载能力、成拱条件、体型结构和构造等关键技术问题，实现了反拱水垫塘在拉西瓦250m特高拱坝中的应用。连续运行半年，监测结果表明反拱水垫塘运行正常，满足设计要求。     

三里坪水利水电枢纽工程泄洪消能设计

三里坪水利水电枢纽工程泄洪消能设计采用坝身表、中孔集中泄洪和坝下天然水垫塘消能方案。泄洪布置实现了“最大限度地使落水点在横向、纵向上拉开”的设计原则,坝下天然水垫塘消能指标适中,两岸简单防护,消能设施布置简洁。水工模型试验显示,三里坪大坝坝身泄洪建筑物总体布局合理,表、中孔体型布置满足要求,坝下天然水垫塘防护方案可行。     

李仙江石门坎水电站枢纽布置设计

结合试验验证、计算分析,经比较论证,石门坎水电站枢纽工程采用混凝土双曲拱坝挡水、坝身孔口泄洪、水垫塘消能,右岸布置引水发电系统及岸边式地面厂房和露天高压出线站。枢纽布置设计切合场址地形、地质条件,枢纽工程安全可靠,布置紧凑,投资相对较省,运行管理方便。     

溪洛渡水电站高拱坝

溪洛渡水电站高拱坝枢纽泄洪消能技术难度远大于国内外已建成或正在设计的高拱坝工程,为此结合溪洛渡水电站泄洪消能对加大坝身孔口泄量至30000m3/s、"反拱形”水垫塘、泄洪洞体形及导流洞改建为泄洪洞等关键技术进行了研究,研究成果的水平在"七五”、"八五”攻关基础上有较大的提高,经济效益和社会效益显著.     

大岗山水电站枢纽布置

大岗山水电站坝址区地形地质条件复杂,地震烈度高,枢纽布置难度大。根据坝址区水文地质条件,枢纽布置采取混凝土双曲拱坝挡水,坝身深孔、右岸泄洪洞泄洪及水垫塘、二道坝消能防冲,以及左岸引水发电系统,很好地利用了上、下游两个河湾地形,使左岸引水发电系统和右岸泄洪建筑物都能裁弯取直布置,在保证水流顺畅的同时,节约了工程投资。     

乌东德水电站泄洪消能设计研究

乌东德水电站泄洪消能建筑物规模大、布置难度高,挖除覆盖层后坝址消能区天然水垫深厚。针对上述特点,对该电站泄洪消能方案进行了比较和研究,选用坝身表、中孔与岸边泄洪洞联合泄洪的方案,坝身布置5个表孔、6个中孔,坝下设置"护岸不护底"水垫塘消能。水垫塘末端设立混凝土重力式二道坝,左岸靠山侧布置3条泄洪洞,并采用封闭抽排水垫塘消能。水工模型试验表明,该方案合理可行,安全可靠。     

高拱坝非对称泄洪消能布置优化试验研究

白鹤滩水电工程具有窄河谷、大泄量的特点,泄洪消能问题突出.为了避免有限空间内的水舌重叠,采用泄洪表孔3组非对称排布的泄洪消能布置方式.模型试验表明,原布置方案中在坝身泄洪孔口表、深孔单独泄洪时能有效分散水舌,但在坝身表、深孔联合泄洪时,水垫塘内冲击压力峰值超过常规标准,可能影响水垫塘安全运行.通过分析表、深孔水舌的空中...     

高水头大流量泄洪消能研究简介（结合小湾工程部分）

主题主要结合小湾高拱坝建设，研究在高山峡谷河段上，高水头，大流量泄洪消能问题。分别就泄洪消能布置优化；坝身孔口布设及其型式；水垫塘冲刷平衡及消能机理；坝身泄洪振动对坝体的影响；５０ｍ／ｓ高流速空化，空蚀及减免措施；高压弧形闸门的伸缩式水封封水试验；高坝泄洪雾化的影响范围等进行研究。并结合漫湾大坝泄洪进行了一系列水力学方面的原型观测。本文是为“八五”科技攻关成果专辑所写的简介，现摘刊于此供参阅。     

构皮滩水电站泄洪消能设计

构皮滩水电站坝址河谷狭窄,洪水峰高量大,枢纽最大泄洪功率为4.2万MW,位居国内外拱坝前列,泄洪与消能防冲设计是工程的关键技术问题之一.通过方案比选,推荐采用坝身孔口泄洪,坝下设置水垫塘消能,岸边设1条泄洪洞,采用预挖冲坑挑流消能的布置方案.施工阶段,根据工程进度及现场施工情况对泄洪洞及二道坝的布置进行了调整,并对透水护坦长度及结构形式进行了优化.     

高拱坝下游水垫塘体形比选试验研究

水垫塘作为高拱坝泄洪消能的一种重要形式,已经在众多工程中采用。本文分别对水垫塘2类（平底和反拱）3种体形——平底、反拱圆弧底、反拱抛物线底进行了水力特性研究,从水垫塘体形、塘中水舌流态、塘底冲击压强、岸坡落石运动等不同角度分析论证了3种水垫塘的水力学特性。最后得出结论：圆弧底反拱水垫塘优于其它2种形式并推荐工程采用。