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。     

扭曲扩散挑流消能工在西藏旁多水利枢纽工程中的应用

针对西藏旁多水利枢纽工程在设计、运行过程中存在的施工空间有限、冲刷严重、右岸山体防护困难等问题,通过1:60比尺的模型试验,提出了扭曲扩散挑流消能工设计方案。试验成果表明,该方案成功解决了下游消能困难、回流淘刷山体严重等问题,能够满足工程的实际需要。对于同类型工程的消能防冲设计有一定的借鉴意义。     

挑流消能几个问题之管见

挑流消能是泄水建筑物最常用的消能方式之一。随着高坝工程安全与环境保护对泄洪消能要求的不断提高,新型的鼻坎形式及消能技术日益得到完善。针对高坝泄洪挑流消能工的水流挑距、冲刷、冲击等问题,从理论研究进展对工程实践中面临的问题进行了较为系统的综述,可为水利水电工程消能防冲设计、防洪安全及生态环境保护提供一定的参考。     

某水库工程泄洪排沙洞出口消能防冲方案模型验证及优化设计

通过对某水库泄洪洞出口挑流消能工进行水工模型试验发现,挑流水舌底部会间歇性受底部水体的影响,水流集中,不利于下游河道消能防冲。调整泄洪洞挑坎高度及挑角后,挑流水舌不再受底部水体的影响,挑流消能的效果较好。今后在挑流消能体型设计时应充分考虑下游地形及下泄水流在各工况下的实际流态情况,以便类似工程避免出现不利情况。     

高坝二级挑流消能研究

为研究高坝挑流消能的效果,结合四川省某水电站洞式溢洪道的大比尺水工模型试验,对在较高水头、较大流量工况下的溢洪道挑流消能形式进行优化研究。结果表明:通过将一级挑流改成二级挑流,即一级挑射水舌在各种工况下都挑落在平台上,水流通过平台形成二次挑流均匀挑入下游河道,可以有效分散消能,降低挑射水舌的高度,减小河床冲刷。采用二级挑流消能形式,有效地改善了原方案一级挑流消能引起的产生较大冲刷与雾化现象。     

龙潭沟水库溢流坝泄洪消能局部冲刷试验研究

采用几何比尺为1∶30的大比尺整体枢纽水工模型,根据重力相似准则,进行了龙潭沟水库溢流坝泄洪消能水力学试验研究。试验结果表明,设计洪水时,原设计方案及修改方案都不会对下游河床造成冲刷;下游河道水流平稳,流速分布均匀。校核洪水时,随着溢流坝过坝流量的增加,单宽流量增加坝面水深增大,原设计光滑溢流坝面沿程水流掺气消能效果欠佳,下游流速大、水流紊乱,挑流水舌下游造成严重冲刷,影响泄洪安全。通过方案修改优化,提出阶梯溢流坝台阶尺寸为0.90 m×0.72 m+连续挑坎方案新型消能形式,宣泄校核洪水时消能率较高,且下游河道水流平稳,流速较低且分布均匀,满足龙潭沟水库工程的安全泄洪。     

某工程消能建筑物设计与优化

某工程大坝及下游消能区河道狭窄、边坡高陡、天然水深浅,消能建筑物布置条件较差,其布置设计就显得尤为重要。参考已建工程经验,并采用水工模型试验对挑流消能方案进行设计优化,最终提出了底孔扭鼻坎、表孔俯角、下游二道坝+预挖冲坑等多种工程措施。上述措施可达到横向束窄、纵向拉伸挑流水舌的效果,有效减小了两岸以及河底的冲刷问题,模型试验验证也表明设计方案满足设计规范要求。     

Y型河道水流交汇对溢流坝泄洪影响的数值模拟研究

Y型河道是一种特殊形式的河道,由于地形地质的原因避免不了在Y河道下游修建溢流坝。本文主要根据Y型河道下游溢流坝水力学研究模型为例,采用数值计算软件Flow-3D建立数学模型进行计算。对溢流坝泄洪进行数值模拟,主要分析溢流坝泄洪流态、闸孔流速、下游挑距、下游河道流速等。结果表明:水舌挑流均匀的分布在河道中央,对两岸河道冲刷影响较小,1#、2#闸孔流速分布规律相同且最大流速为8.8 m/s,而下游河道最大流速为28.0 m/s且集中在河道中央,受Y型河道水流交汇的影响,水流在交汇处能量巨大,对下游河道中央冲刷影响较大,建议在此类河道中设置消能坎。     

周宁抽水蓄能电站下水库挑流消能方案研究

周宁抽水蓄能电站下水库大坝下游河道具有河道狭窄、边坡高陡、天然水深浅的特点,消能建筑物布置条件比较差,且大坝紧靠已建的龙溪二级电站地面厂房,泄洪对其存在不利影响。可行性研究阶段,为研究挑流消能方案的可行性,采用水工模型试验对设计方案进行优化,并对外部影响进行试验分析。通过采取底孔扭曲鼻坎、表孔俯角、下游二道坝+预挖冲坑等多种工程措施成功解决了上述技术难题。试验成果表明,挑流消能造成的下游冲刷、雾化等影响均在合理范围之内,满足本工程要求。     

莲花台水电站宽尾墩联合消能工的应用研究

针对莲花台水电站泄洪建筑物泄量大、单宽流量大、河床易冲刷的特点,通过模型试验对原设计的挑流消能方案和Y型宽尾墩+戽式消力池联合消能工方案进行了对比研究.试验结果表明,联合消能工方案在典型工况下消能充分,下游河床及电站尾水护坦末端冲刷大为减轻,出池水流衔接平顺,下游河道流态明显改善.该研究成果对类似工程有借鉴意义.     

温泉水利枢纽溢洪洞挑流鼻坎优化模型试验研究

挑流鼻坎是比较常见的水力消能设施,其合理的体形结构是确保减小下游冲刷坑深度、改善水流条件、减小下游雾化影响的先决条件,通过模型试验对比分析是验证挑流鼻坎结构体形的有效手段之一.笔者通过模型试验验证挑流鼻坎原设计体形,观测水流流态及下游冲刷坑深度,逐步调整挑流鼻坎的结构体形,统计分析下游冲刷坑范围及深度,最终确定推荐采用...     

龙抬头式泄洪洞水工模型试验分析

龙抬头式泄洪洞是小浪底水利枢纽工程的主要泄水建筑物。针对高速水流产生的不良水力学问题,采用几何比尺为1∶40的水工模型,根据重力相似准则,对设计和校核两种洪水位工况下小浪底库区右岸2号龙抬头式泄洪洞的泄流方案进行了试验研究。结果表明:龙抬头式泄洪洞泄流能力满足要求;龙抬头式泄洪洞侧墙空化数均大于0.3,洞身侧墙区域未发生严重的空蚀破坏;下游河道的挑流射程较远,形成的冲坑深度对大坝基础影响较小;挑流消能会对大坝的右岸山体产生冲刷与掏空效应,需要对山体坡面采取抗冲刷措施。     

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。     

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.     

蟒塘溪溢流坝宽尾墩-挑流消能坝下游冲刷原型观测

蟒塘溪水电站溢流坝原设计采用平尾墩挑流消能,经试验,坝下游冲刷严重,冲坑上游坡比不满足1∶3.0的抗滑稳定安全要求。后改用宽尾墩挑流联合消能,下游冲刷减浅,冲坑上游坡比为1∶4.0。工程于2000年10月下闸蓄水,经6年运用并经受了大洪水的考验,原型与模型冲刷有较好的一致性。     

民乐河水库溢洪道挑流鼻坎体型优化试验研究

部分河岸式溢洪道出口河道狭窄、曲折,岸坡陡峻,河床基础抗冲能力较差,采用挑流消能时挑射水流会砸落淘刷护坦、挑流鼻坎基础,危及下游岸坡稳定安全。为验证泄洪挑射水流形态及其对河床、岸坡的冲刷影响,以民乐河水库工程为例,通过水工模型试验进行分析并对挑流鼻坎体型进行优化。试验结果表明,溢洪道挑流鼻坎采用斜切坎配合折流器体型能有效改善挑射水流流态,对下游河床、岸坡的冲刷影响较小,可确保工程安全运行。     

福建省洋口水库溢洪道模型试验和挑流鼻坎优化研究

为验证福建省洋口水库水工溢洪道设计参数指标及布置的合理性，对该水库的泄流能力、水流流态、消流防冲、冲坑形态、河道冲刷等方面进行模型试验，并对挑流鼻坎体型参数进行优化，增加差动鼻坎，从而减轻下游河床冲刷。结果表明：溢洪道泄流能力达到设计要求，溢洪道流态稳定，鼻坎优化方案明显改善了消能效果，研究成果对类似工程结构设计优化有一定借鉴意义。     

猴子岩电站溢洪洞挑坎体型研究

在窄河谷高水头大泄量溢洪道的挑流消能防冲设计中,挑坎体型的选择对消能防冲的效果有重要影响,如何解决挑射水流归槽、提高消能效果、减轻下游冲刷等均有很大难度。     

蟠龙抽水蓄能电站下库溢洪道消能工优化试验研究

蟠龙抽水蓄能电站下水库溢洪道由于下游河道狭窄、河床坡降较大，河道内水很浅，挑流水舌基本属于干砸（无初始水垫或水很浅）状态进入下游河床，且直接冲击对岸山体，水流爬坡较高，在河道内形成折冲水流。下游河道内流速远超过允许抗冲流速，下游冲刷问题不容忽视。通过试验研究，提出了不对称窄缝式消能工方案，满足了工程消能防冲要求。     

草坪河电站溢流坝消能方案试验研究

草坪河水利枢纽坝址的位置特殊,河道狭窄且弯曲,溢流坝坝陡、单宽流量大,导致出流速度大而下游挑流区域有限,挑流势必会对下游的河床和岸坡造成巨大破坏。通过原方案和斜切鼻坎、宽尾墩、泄槽侧向收缩等消能工的物理模型试验分析对比,结果表明:对于本工程进行泄槽两次侧向收缩消能工可以有效的加大集中消能,缩小入水范围,减小下游冲刷。根据试验结论本工程使用侧向收缩效能工,可以有效解决泄洪问题,但为了厂房的正常运行和山坡的稳定,建议在相关位置修建防浪墙进行护坡处理。