高拱坝坝身表孔和深孔水流无碰撞泄洪消能试验研究

宽尾墩和窄缝收缩式消能工具有使水流横向收缩、垂向扩散及纵向拉长的功能。本文将宽尾墩和窄缝挑坎分别应用于高拱坝坝身表深孔，并对表孔和深孔出口不同体型组合进行了联合泄洪消能效果的模型试验研究。试验结果表明，当表孔采用宽尾墩、深孔采用窄缝挑坎时，获得了窄长的下泄水流流态，表孔和深孔水舌空中相互穿插下落，不发生碰撞，不仅实现了无碰撞消能的目的，有助于降低泄洪雾化的强度，而且水垫塘底板冲击动压减小。本消能方式可以充分利用下游河道的纵向空间，特别适合于狭窄河谷中的高拱坝坝身泄洪。     

三河口水利枢纽泄洪消能工体型优化试验研究

通过水力学模型对三河口水利枢纽泄洪消能工体型进行了试验研究。结果表明:两底孔出口采用矩形不对称宽尾墩形成的窄缝体型,三表孔采用左、右表孔差动式齿坎与中表孔舌型鼻坎组合的优化方案具有表孔、底孔出口水舌上下分层、前后拉开、横向扩散的特点,从而改善了水垫塘内的水流流态,提高了消能效率,水垫塘底板所受动水冲击压力及脉动压力达到了设计要求。     

碾压薄拱坝泄洪消能布置优化设计

针对云龙河三级水电站初步设计审查咨询意见及消能区地形地质特点,对其泄洪消能布置进行优化设计研究,将原初步设计坝顶表孔跌流鼻坎改为挑、跌流结合形式,实现各孔水流在纵向上分层入水,减小了下游消能区入水单宽流量,从而将原初步设计坝下人工混凝土水垫塘方案改为天然水垫塘消能方案。泄洪消能优化设计方案较好地解决了深窄河谷高落差泄洪消能布置困难的问题,能确保大坝的安全且节约较多工程投资,可供同类工程借鉴。     

江口水电站大坝泄洪消能试验研究

江口水电站大坝采用5个表孔，4个中孔泄洪，水垫塘消能，经济方案的试验比选，推荐方案为：表现出口加调坎，中孔出口加谳不对称宽尾圹，中孔不单独泄洪，水垫塘长度取160m，对水舌形态，水垫塘底板、侧墙和尾坎压力特性，水垫塘中流态，尾坎区流速和水流衔接以及坎后河床冲刷等水力学参数进行了观测，结果表明，推荐的消能防冲方案基本可行。     

万家口子水电站泄洪消能布置优化研究

云南万家口子水电站大坝坝址河谷狭窄,泄洪能量大,水头高,泄洪消能难度大。文章结合模型试验,通过对表、中孔泄流建筑物体型参数进行优化设计,使各孔水流在跌落下降过程中先扩散后碰撞,有效地减小了下泄水流进入水垫塘的动水压力,降低了水垫塘内消能压力,保证大坝和消能建筑物的安全。     

高拱坝表中孔泄洪水垫塘水力设计研究与应用述评

本文论述了高拱坝下水垫塘设计目标，科研及应用现状，水垫塘消能控制工况。表、中孔各自单独泄洪与表、中孔联合泄洪的水流流态及动水压力。论述了水势塘允许动水压力，水垫塘的长度与二道坝的位置。在高拱坝大流量，大功率条件下．采用集中泄洪，集中消能的原则及体型优化措施后，获得较好的消能效果。     

宽尾墩联合底流消能三维数值模拟

宽尾墩和消力池联合消能在水利枢纽工程中已经得到广泛应用,为了进一步研究其消能方式的水力特性,采用RNGκ-ε双方程紊流模型和VOF方法对某表孔泄洪闸的泄洪水流进行三维数值模拟,对宽尾墩表孔泄流能力、水流流态和流速、闸室内水面线、掺气情况等进行了研究,并结合物理模型试验结果对数值模拟结果进行了验证。结果表明,将宽尾墩应用于溢流坝,形成宽尾墩+消力池一体化消能设施,兼有宽尾墩和消力池底流消能的优点,联合消能效果良好。     

某拱坝泄洪表孔体型优化试验研究

针对不同泄洪表孔出口体型方案下的水垫塘消能效果进行了对比研究,分析了各体型方案下的消能效果,从水垫塘底板冲击压强、出水垫塘的水流流速等方面对消能效果进行了评价。通过数学模型试验对雾化的强度和范围进行了比较分析,并从中选取最优的体型应用于工程设计,提高了水垫塘的消能效果,这对工程的安全运行十分有益。     

多股窄长射流入下游水垫塘的水力特性试验

宽尾墩、窄缝挑坎收缩式消能工应用于高拱坝表孔、深孔后,可获得多股窄长射流交错入射水垫塘,实现高拱坝坝身下泄多股水流无碰撞消能。但各股窄长水流间的间距如何影响其消能效果有待进一步研究。采用模型试验的方法在1∶400水工模型上,研究了射流水股间横向间距对水垫塘水力特性的影响。研究结果表明:随着窄长射流横向间距的减小,射流相互干扰掺混,冲击动压的压力峰形态由多峰合并为单峰,冲击动压值增大;冲击动压值随上游水深的增加而增大,随下游水深的增加而减小。     

杨房沟水电站泄洪消能设计

杨房沟水电站坝址河谷狭窄,洪峰流量大,枢纽最大泄洪功率为10 960 MW,在国内拱坝中处于较高水平.水电站泄洪消能采用“坝身表、中孔泄洪+坝下水垫塘”布置型式.文中通过方案比较,泄洪建筑物采用3个表孔和4个中孔的坝身集中泄洪方案,下游消能建筑物采用水垫塘+二道坝方案.表孔出口采用收缩型式、中孔出口采用收缩型式的宽尾墩.结合泄洪雾化分析,对水垫塘两岸边坡采用混凝土护坡、喷锚支护和排水孔等措施.     

洞坪水电站泄水拱坝水垫塘底板冲击压力研究

洞坪水电站泄水方式为拱坝坝身泄水,坝身设2个表孔和3个中孔,沿中轴线对称布置。小流量泄水时,双表孔泄流的消能效果较好,但作用在底板上的脉动压力偏大,不利于底板的安全运行。试验探索了泄水方式、流量变化、下游水位变化对底板压力的影响     

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.     

罗坡坝水电站泄水建筑物设计及试验研究

罗坡坝水电站拱坝设置有三个溢流表孔,中间孔高程低于两侧的孔,三个泄水孔设有差动式挑坎。通过模型试验表明,不发生危及岸坡稳定的泄流雾化问题,此外,适当控制泄流水舌射程可以减少坝下冲坑深度,消能效果良好。     

某重力坝工程泄洪排沙底孔的运行方式研究

某重力坝工程最大坝高67 m,其泄水建筑物由4个溢流表孔与2个泄洪排沙底孔组成,采用底流消能方式,因水库泥沙问题较为突出,设计方面制订了优先开启底孔进行泄洪排沙的运行方式。整体水工模型试验发现,当宣泄中小洪水底孔全开运行时,由于入池Fr数小,且下游水位低,导致底孔消力池消能效果欠佳,护坦下游河床冲刷严重,为此对泄水建筑物的运行方式进行了调整,采用底孔闸门半开运行并启用表孔参与泄洪的运行方式。水工模型试验结果表明,泄洪底孔采用半开方式能显著提高消力池消能效果并减轻下游冲刷,是适合于本工程的泄洪排沙运行方式。     

曲线型重力坝下游消能试验研究

某水利枢纽的溢流坝为曲线型重力坝，由两边各２孔（高挑坎）和中间４孔（低挑坎）组成。选取了两种不同粒径的散粒体模拟基岩研究下游消能，试验测了水舌入水形态和相关的一些水力学参数，试验结果表明，该工程坝的基础、右侧电厂和尾水渠导墙未受到冲刷破坏，溢流坝的泄流能力满足设计要求。     

云南某水电站泄洪消能设计研究

云南某水电站具有洪峰流量大、下游水位高、多泥沙等特点,通过方案比选和水工模型试验研究,推荐采用五表孔泄洪、宽尾墩与跌坎底流联合消能的布置方案。本工程首次提出了宽尾墩与跌坎底流联合运用的消能方式,该消能方式很好的利用宽尾墩良好的消能效果,又克服宽尾墩挑射水流对底板的冲击问题。     

洞坪枢纽工程总体布置

介绍了洞坪工程概况及枢纽主要建筑物组成;重点阐述了大坝挡水建筑物、泄洪消能建筑物的主要设计成果,介绍了发电系统建筑物布置.