公伯峡水电站导流洞改建为旋流泄洪洞方案研究

为减小公伯峡水电站右岸泄洪洞改建施工风险，从技术，经济，地质、施工以及公伯峡水电站目前的实际出发，对原龙抬头泄洪洞方案，竖井旋流方案，水平旋流泄漏洞方案等进行了对比试验，并重点研究了水平旋流泄洪洞方案在公伯峡水电站应用的可行性，研究结果表明，采用水平旋流泄洪洞方案消能率高，运行工程投资较省，技术经济上具有较明显的优势。     

公伯峡水电站旋流泄洪洞研究总结

中国首次建成的公伯峡水电站旋流泄洪洞已通过了原型观测和专家会议验收.就此,对该泄洪洞的试验研究进行了总结,重点说明3个问题:①公伯峡水电站为什么采用旋流泄洪洞;②旋流泄洪洞存在的水力学问题及解决办法;③怎样优化设计旋流泄洪洞,并提出旋流泄洪洞设计方法,可供设计科研参考.     

导流洞改建旋流式泄洪洞研究与应用

我国大多数导流洞为城门洞形断面，若改建旋流洞需要改成圆形断面，致使二期工程量大幅度增加，不经济。结合公伯峡水电站导流洞改建旋流式泄洪洞试验研究，采用收缩墩形成水垫塘的技术，大大缩短旋流洞的长度，同时增加消能力度，使泄洪洞的消能率达85%以上，流速降至15m/s以下，可防止洞内空蚀和下游冲刷，雾化现象，为导流洞改建旋流式泄洪洞的推广应用开辟了新的途径。     

水平旋流式内消能泄洪洞数值模拟分析

为了探究水平旋流式内消能泄洪洞的消能机理及相关水力要素的变化情况,采用RNGk-ε双方程紊流模型及基于水气两相流的VOF方法,并结合公伯峡水电站的原型观测资料,得到了洞内流速和压强等水力要素的分布规律。数值模拟结果与公伯峡水电站原型观测数据的对比分析表明,数值模拟方法能够较好地模拟水平旋流泄洪洞的泄流过程;通过改变旋流室入流角度,得出了压强、通气量和消能率的变化规律。     

浅谈公伯峡水电站右岸旋流泄洪洞二期工程施工

公伯峡水电站采用了旋流消能的泄洪形式，在国内在建工程中尚属于首例。旋流泄洪洞体型复杂。体型精度要求严格，施工难度大。经过认真的施工组织设计、精心施工、严格质控．确保了旋流泄洪洞二期工程质量要求。     

公伯峡水电站右岸旋流泄洪洞的选型

右岸旋流泄洪洞选型研究是在水平旋流自由流推荐方案与淹没流推荐方案的基础上进行的。两个方案体形优化的思路、方向以及所推荐的建筑物各部位的体形尺寸有所不同。通过对两个方案的水力特性对比分析、结构体形上的比较以及其他因素等研究，综合比较推荐公伯峡水电站右岸旋流洪洞采用淹没出流形式。     

公伯峡水电站泄洪建筑物布置与设计

公伯峡水电站泄洪建筑物布置采用了两岸分散、左岸相对集中的平面布置格局，立面上采用表、深孔相结合的分层孔口布置，设置了开敞式岸边溢洪道、深式压力泄洪洞以及采用开敞式进水口的水平旋流泄洪洞。泄洪建筑物布置格局合理、型式多样、运用灵活，妥善解决了泄洪建筑物泄洪、排沙、放空、检修、施工期放水等运用要求。同时水平旋流消能泄洪洞在国内的首次应用，丰富了泄洪建筑物的型式，为导流洞的永久利用提供了新的经验。     

导流洞改建为旋流式内消能泄洪洞的研究和实践——以公伯峡水电站为例

概述了国内外旋流式内消能工的研究与进展,认为该种内消能工是适合于高水头、大流量高坝建设的新型消能工,是一种适合将施工导流洞改建为泄洪洞的可行方案。以黄河公伯峡水电站为例,论述了竖井旋流式与水平旋流式内消能工在体型优化中的重点与方向问题;泄流能力的协调与匹配问题;通气孔的设计、消能率的构成、空化空蚀、衬砌标准与范围、下游水深的影响等问题。针对旋流式内消能工目前尚无任何设计规范可依据的情况,认为开展进一步的讨论和研究是有必要的。     

竖井旋流泄洪洞起旋器的施工技术简述

旋流泄洪洞是针对公伯峡水电站特殊的地质条件提出的新的效能方式,其独特的设计思路在国内属首创。其中起旋器在该泄洪建筑物中有着极其重要的作用,是竖井与导流洞下平段衔接关键部位,起旋器的体型较为复杂,施工难度大。文章介绍该项工程的设计与应用。     

旋流阻塞与旋流扩散复合式内消能泄洪洞的水力设计

 结合雅砻江两河口水电站后期3^#导流洞和大渡河猴子岩1^# 导流洞的改建,在研究旋流阻塞和旋流扩散复合消能泄洪洞的水力特性基础上,对该类型复合式旋流内消能泄洪洞的设计原理与方法进行研究探讨,和开敞式进口、起旋器、阻塞与旋流渐变扩散段的体型进行了设计与计算,为1 000m³/s以上泄流量、150m作用水头量级的导流洞改建为旋流内消能泄洪洞工程水力设计提供参考。     

高水头水电站 “三洞合一”布置的体型优化试验

针对某水电站坝址河道狭窄现状,采用放空洞、旋流竖井泄洪洞与导流洞"三洞合一"技术优化枢纽布置。通过模型试验,分析旋流竖井泄洪洞泄流能力及相关水力特性,评价了结构尺寸设计的合理性。提出在放空洞连接段采用曲线型阶梯消能工的措施,通过试验得到了优化体型。研究表明,采用曲线型阶梯消能工后,连接段流态平稳,水流掺气充分,并且消能效果显著,在单宽流量为54.3 m3/(s.m)时阶梯段的消能率达到了43%。在洞内连接段布置阶梯消能工可有效改善枢纽布置。     

新疆柳树沟水电站工程的导流兼泄洪洞设计

在新疆柳树沟水电站的工程设计中,为了节省临建工程量,适当地抬高了导流洞的进口高程,使导流洞与永久泄洪洞完全结合,兼顾施工导流与永久泄洪任务;导流洞一次建成过流,在下闸蓄水后仅对工作闸室和出口鼻坎进行局部改建。经水工模型试验模拟和详细设计研究,并经1年半时间的导流期过水验证和初期下闸蓄水的考验,均正常运行。目前,导流洞的改建基本结束,工程即将竣工。运行验证和监测资料表明,柳树沟水电站工程的导流兼泄洪洞是成功的设计案例,总体达到了优化枢纽布置和减少投资的目的。     

溪古水电站竖井旋流溢洪洞设计与分析

溪古水电站泄洪建筑物布置受地形地质条件限制,采用了结构简单、进出流方向不受限制的竖井旋流消能方式,在充分利用下部泄洪排沙（放空）洞具有较大的泄洪能力基础上,结合导流洞开挖后良好的围岩地质条件,适当减少了上部竖井旋流溢洪洞泄洪规模,将溢洪洞下平段与导流洞结合,优化了泄洪建筑物布置格局,并通过初设和施工详图两阶段水工模型试验分析对比验证,竖井旋流消能,是一种便于枢纽灵活布置、具有较高消能率的内消能工型式。     

小湾水电站大型导流洞改建泄洪洞研究

针对小湾水电站高水头、大流量的泄洪特点，通过大量的优化试验研究，将旋流竖井式泄洪洞技术应用于小湾水电站导流改建工程，并提出适合工程特点的体形布置形式，解决了下游高水位淹没泄洪洞出口的技术难题。研究表明，这种旋流竖井式泄洪的消能效率可达90％左右，涡室与竖井的水流流态比较平顺，压力分布分理，导流洞内水流速度低于20m/s，不失为高水头、大流量条件下导流洞改建为泄洪洞的有效方式之一。     

多洞联合泄洪通风补气系统运行特性

结合水-气分层流理论,构建了如美泄洪洞与溢洪洞联合泄洪通风补气系统理论计算模型,研究了如美多条泄洪隧洞的通风补气特性,绘制并总结了如美各条泄洪隧洞的负压、补气竖井风速及通风量随泄洪洞洞顶余幅高度及其补气竖井截面尺寸的变化规律。结果表明：泄洪洞负压出现极小值和极大值并存的3分区,而溢洪洞负压无明显变化;泄洪洞补气竖井风速和通风量出现极大值,溢洪洞补气竖井通风量反之出现极小值。综合考虑各条隧洞通气参数的变化,可为联合泄洪系统中泄洪洞及其补气竖井尺寸的选择提供参考依据。     

江坪河水电站泄洪建筑物设计及特点

江坪河水电站泄洪建筑物布置充分考虑地形地质条件、枢纽总体布置协调、运行安全可靠等因素,通过水力学模型试验、模型优化试验及结构计算分析,最终选择了右岸布置2条洞式溢洪道和1条泄洪放空洞的设计方案。     

丰满水电站三期工程泄洪系统设计

丰满水电站三期工程是利用原有的左岸泄洪洞经改造后引水发电,在原泄洪洞洞身分岔出一条支洞做为泄洪洞。扩机工程建完后,泄洪系统包括原泄洪洞洞段、分岔后圆形洞段、弧门室段、门后无压洞段和出口明渠段。虽然扩机工程受到原有建筑物布置的制约,但通过对泄洪系统布置采取措施,并经实际运行检验,证明泄洪系统布置是合理的。     

某水电站导流兼泄洪洞水工模型试验

通过对新疆某水电站导流兼泄洪洞水工模型试验,在原设计方案采用传统底流消能不满足消能效果的前提下,采用设置消力墩和掺气槽方式进行优化。试验证明：优化方案能有效地改善消力池内的水力特性,起到稳定水流流态,提高消能效率,消能率可达到59.32%-67.91%。     

竖井进流水平旋转内消能泄水道的泄量特性研究

本文从分析竖井进流水平旋转内消能泄水道的流态及影响因素出发，根据试验资料对其泄量特性进行了系统地分析与研究。研究结果表明：这种泄水道的流态、泄流量变化规律有非常明确的分区特性，不同的分区对流态与泄量的影响因素是不同的。本文在该分析的基础上给出了泄量的基本计算公式、流量系数的变化规律和泄量计算的经验公式。