高坝泄水建筑物泄洪消能的新发展

解决高坝、大流量泄水建筑物消能问题一直成为世界各国水利工程的重点和难点。国内外已建和在建的高坝工程实践证明，采用表孔、底孔、消力池联合消能；戽流消能；挑流消能；空中碰撞消能等消能方式，可取得较好效果。文章概述了国内外高坝１大泄流量泄洪消能方式，为大型水利枢纽工程提供了参考。     

跌坎型底流消能工研究综述

近年来,随着人们环境保护意识的不断增强,许多大型水电工程的泄洪消能倾向于采用泄洪雾化较低的底流消能方案。然而,经济和技术两方面的因素制约了底流消能在高水头、大流量水电站建设中的应用。针对底流消能应用于高水头、大流量泄洪工程时存在的问题,在总结已有研究成果的基础上,结合国内向家坝、官地和亭子口以及国外某些高坝工程泄洪消能实践,对跌坎底流消能工的研究进展进行了综合分析。可为类似工程的体型优化设计提供参考。     

官地水电站首次泄洪过流面损坏及修复措施

官地水电站最大坝高为168m,处于高山峡谷河段,属于典型的高坝大流量泄洪底流消能形式。官地高坝泄洪底流消能防冲的规模和技术难度在国内外当属前列,是目前国内落差最大的底流消能工型式。具有大落差、高流速、单宽流量大、单宽泄洪功率大的特点。其首次泄洪后消能工的运行情况是电站安全运行中高度关注的问题,同时也是对设计成果的一个考验,其经验对后续类似工程泄洪设施的设计极具指导意义。     

国家自然科学基金面上项目 挑射流冲刷特性及其比尺效应研究(项目批准号:51879129)

正长期以来,挑流消能工的设计一直是水利水电工程泄洪消能领域关心的核心问题之一。挑流消能是传统三大消能方式之一,对于以"高水头、深峡谷、大流量"为特征的高坝水利水电工程建设,尤为重要。挑流消能下游河道的冲刷设计,一直是水利水电工程泄水建筑物水力学的重要问题,直接关系到工程的经济和安全。由于来流受几何比尺、掺气、裂散、速度等的影响,下游河道冲刷受水深、模拟材料、床沙粒径等的影响,利用物理模型试验得到的冲刷相关成果,存在显著的比尺效应。本项研究的目标是在     

高坝泄洪挑流消能工优化研究与应用

挑流消能工是高坝建设中应用最广的消能形式,不同工程应针对工程自身的特点进行优化研究与选择.选取长江科学院主要研究的3种不同坝型的已建工程泄水建筑物为代表,对隔河岩重力拱坝泄洪水流向心集中问题、水布垭面板堆石坝非对称狭窄河谷消能区冲刷和淤积问题,以及构皮滩双曲拱坝坝身泄洪功率最大的水垫塘消能防冲问题进行了论述.分别提出了...     

中型水库挑流消能工原型试验与验证

采用挑流消能工,在我省大中型水库泄洪消能中已被广泛应用,实践证明效果良好。多年来,我们对省十余水库工程中的泄洪洞挑流消能工程进行了原型观测及室内模型试验。本文拟以海龙水库泄洪模型试验为例,对软基挑流消能问题做分析讨论,愿与同行交流,以求共勉。     

拉西瓦水电站泄洪消能问题初探

拉西瓦水电站是狭窄河谷所建高坝的典型,泄洪水流能量大与下游河谷狭窄,消能水垫体积小的矛盾十分突出,构成了该电站泄洪消能问题中的主要矛盾。本文从挑流消能的原理入手,对拉西瓦水电站泄洪消能问题做了初步的分析和探讨;并结合水工模型试验指出,中、深孔采用窄缝式消能工,可能是解决拉西瓦水电站泄洪消能问题的一个重要途径。     

窄缝式挑坎强化消能与体型问题研究

窄缝式挑流鼻坎是适用于狭谷高坝大流量泄洪的新型消能工。本文在总结窄缝式挑流消能工应用现状和消能特性的基础上，对窄缝式挑坎的体型进行了初步研究。就满足窄缝流态、消能效果好且经济合理的体型，提出了设计计算的初步方法。     

我国高坝泄洪消能研究的最新进展

近些年来,我国一直处于水电开发与建设的高峰期,大量的实际需求促进了高坝泄洪消能技术的发展与进步。本文分4个方面总结了近年来我国在高坝泄洪消能研究方面的最新进展情况：（1）高拱坝坝身泄洪消能;（2）高水头大流量底流消能;（3）高水头大流量溢洪道与泄洪洞的水力学问题;（4）泄洪雾化问题。在总结已有研究成果的基础上,对高坝泄洪消能技术的进一步发展,以及与之相应的环境问题及安全运行管理等提出了若干建议。     

挑射水流对岩石河床冲刷的研究进展

高坝大流量坝身泄洪几乎全部采用挑流消能方式,分析了国内外关于挑射水流对岩石河床冲刷的各种理论,并对高拱坝挑流消能冲坑深度预测、基岩冲刷的模拟方法、岩石冲刷破坏机理研究等问题进行了综述.同时提出岩石河床冲刷研究的关键课题.     

高水头溢洪道挑流雾化区域分析估算

挑流消能是高水头泄洪建筑物的主要消能方式,但挑射水流产生的雾化引起的区域降雨是不可避免的问题,对工程安全运行造成影响。通过相似工程原型观测结果,对本工程溢洪道挑流雾化区域进行估算,为工程的规划设计提供了参考依据。     

刁口水库泄水建筑物泄洪消能设计

本文对刁口水库泄洪排沙洞结构从调洪结果和投资两方面进行了比较,最终选用3.6 m×3.6m表孔为该工程泄洪方案。消能方式采用挑流消能,并对挑流消能挑距及冲坑深度进行计算,均满足规范要求。     

水布垭枢纽泄洪消能试验研究

对水布垭水利枢纽泄洪消能布置进行了整体水工模型试验,研究分析溢洪道入口、消能区及坝址下游水流特性,观测了窄缝挑坎挑流特性、消能区的冲淤情况和防淘墙的脉动压力和频率,从而解决了水布垭工程泄洪消能问题。     

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。     

官地水电站消力池底板抗浮稳定研究

底流消能具有流态稳定,下游冲刷轻微、泄洪雾化小等优点,近年来被越来越多的高坝工程所选用。但国内外已建的高坝底流消能工程中消力池底板出现不同程度甚至严重破坏的事例屡见不鲜,在一定程度上影响了底流消能在高坝中的推广应用。因此,通过模型试验和计算分析,从水流和结构两方面来深入研究消力池底板的安全性是高坝大流量底流消能工程面临的重要课题。官地水电站挡水建筑物最大坝高168m,是我国目前混凝土重力坝底流消能水头最高的工程,具有大落差、高流速、大流量、单宽泄洪功率大的特点,其底流消能工的规模和技术难度居国内前列。工程设计分别对官地水电站止水破坏前后的消力池底板开展水工模型试验和计算分析研究,确定了合理的消力池底板厚度及锚固措施,并根据工程经验,设置了其它增强消力池底板抗浮稳定的安全措施。     

高坝消能工水力设计应用及新发展

随着我国峡谷高坝的大量兴建，各种新型消 能工也应运而生，除对传统式挑流、底流及面（戽）流消能工发挥各自的优点外，并结合工程实际创新了一些新型消能工。这些消能工已在实践中取得了良好消能防冲效果，对这些消能工及新型消能工的水力设计、应用与发展进行总结论述，使今后高坝消能工设计具有实用意义。     

乐昌峡水利枢纽工程溢流坝泄洪消能研究

乐昌峡水利枢纽工程坝址处河道狭窄,溢流坝的泄洪落差和单宽流量较大,且电站尾水出水口靠近溢流坝,因此,溢流坝泄洪安全是枢纽工程的关键技术问题.通过溢流坝泄洪消能模型试验研究,对溢流坝堰面曲线、两侧收缩边墙、闸墩、挑流鼻坎等布置和体型进行了优化,改善了其运行水力特性,妥善解决了溢流坝泄洪消能防冲的问题.     

龙开口水电站泄洪消能建筑物设计

通过方案比较研究,龙开口水电站采用表孔、中孔联合泄洪方式,表孔"大差动+舌形坎"与中孔窄缝挑流消能方案,各孔挑流水舌分散入水、纵向拉开,充分利用下游消能水体,弥补了下游消能区宽度有限的不足,解决了下游消能问题。另外各孔口相对独立,运行调度及检修灵活方便。研究成果对同类型工程的泄洪消能设计有一定的借鉴意义。     

惠州抽水蓄能电站大坝泄洪消能设计与研究

根据惠州抽水蓄能电站上、下水库大坝的泄洪消能建筑物泄流单宽流量小、堰顶无闸门控制、消能区地形条件复杂等特点,经过多方案的比较和水工模型试验研究论证,将原光面溢流坝挑流消能改为阶梯溢流坝面加底流消能的布置方案,较好地解决了该工程上、下水库的泄洪消能问题。     

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。