高坝泄洪雾化工程防护措施研究进展

高坝泄洪形成的雾化现象对枢纽下游建筑物运行、两侧岸坡稳定及生态环境可能造成危害,严重时可危及枢纽本身安全。伴随着系列原型观测、数学模型及物理模型试验等形成的雾雨强度预测技术的发展,泄洪雾化工程防护由被动的雾化—破坏—修复逐渐演变为在预测雨强及其范围基础上进行工程防护,并逐步与消能建筑物、高边坡的分区、分段防护相结合。通过对系列工程雾化防护措施调研,对高坝泄洪雾化工程防护相关研究成果进行归纳总结,认为不同防护材料在不同雨强的破坏特性及雾化对生态环境的影响是今后泄洪雾化工程防护措施研究的重要方向。     

水布垭电站泄洪雾化影响分析及防护设计

水布垭电站泄洪消能具有水头落差大、泄量大、泄洪功率大、消能区工程地质和环境地质条件复杂的特点,采用窄缝挑流消能必将产生较大的泄洪雾化降雨.通过1∶50比尺的泄洪雾化模型试验、经验公式计算预报和同类工程原型观测(或模型)资料类比分析,确定了水布垭电站泄洪雾化的影响范围,并按P＝1%的泄洪标准,确定了安全的防护范围,提出了分级、分区的防护措施.     

白山电站泄洪雾化原型观测与模型试验研究

本项研究是通过4次泄洪原型观测和模型试验,探讨了泄洪溅水雾化原因,重点研究了不同设计思路的水垫塘体型(冲坑)对泄洪溅水与雾化的影响,提出了改善减轻雾化源的工程措施及其防护范围。     

瀑布沟水电站泄洪洞出口岸坡防护

瀑布沟水电站泄洪流量大、泄洪水头高,泄洪雾化冲刷严重,下游河道及泄洪雾化区防护治理复杂。为防止泄洪消能区河道岸坡淘刷和强雨雾破坏,确保河道岸坡及上部建筑物的安全稳定,本文对泄洪洞出口消能区河道岸坡防护设计标准、研究思路、防护范围、实施措施及运行情况进行了介绍。     

大型水利枢纽泄洪雾化原型观测研究

大型水利枢纽,尤其采用挑流消能工的高坝工程,在泄洪时产生的雾化降雨强度远超自然降雨,由此对枢纽正常运行、泄洪区交通安全、周围环境等均构成危害。对金沙江下游溪洛渡水电站大坝深孔泄洪时雾化影响范围、降雨强度分布、气象特性等进行了重点观测研究。结果表明:溪洛渡水电站深孔泄洪雾化降雨强度分布呈现局部降雨强度大、降雨强度沿纵向及岸坡方向递减速度快的特点;观测工况下最大降雨强度达4 704 mm/h;观测时段自然风速未超过3.5 m/s条件下,泄洪区最大风速达16.3 m/s;自然气压为0 kPa、空气湿度为85%左右时,最大气压约为96 kPa,空气湿度为100%。观测成果一方面可对溪洛渡水电站岸坡防护设计进行验证,并为以后类似工程的岸坡防护设计提供参考,另一方面可为其他研究手段的完善提供丰富详实数据,具有重要价值。     

溪洛渡水电站枢纽泄洪雾化初步研究

溪洛渡水电站具有“窄河谷、大泄量、高水头”的特点,泄洪总功率达1亿kW,坝身采用水舌空中碰撞及水垫塘消能,泄洪雾化严重。本文借助大比尺物理模型预报泄洪水舌与泄洪雾化雨强分布;通过对国内近几十年来泄洪雾化模型试验及理论数值分析估算雾雨的影响范围,结合类似工程的原型观测资料,对溪洛渡的雾化问题给予综合评判,预测泄洪雾化范围及需采取的防护措施。     

二滩水电站下游雾化区高边坡变形破坏机理浅析

二滩水电站大坝下游两岸工程边坡开口线以上多处天然边坡发生变形破坏。通过对变形破坏区的地质条件和泄洪雾化影响进行分析,发现谷坡浅层松弛岩带是边坡变形破坏的内因,降雨及泄洪雾化积水是边坡变形破坏的外因。     

高坝泄洪水流雾化问题研究介绍

雾化研究是新课题，来之于实际工程。在高坝泄洪过程中，由于雾化造成工程上的危害，如新安江雾化使变压器跳闸，被近停电；黄龙滩雾化形成暴雨，厂房被淹，造成停电；凤滩水电站雾化，形成大风大雨，交通中断。为此进行了系列原型观测，获得大量雾化资料，提高到理论分析，探讨泄洪水流雾化模拟方法，进行雾化预报研究，提出一些经验式，估计雾化的强度及范围，拟定防护措施，确保工程安全运行。     

白山水电站泄洪溅水雾化与防护工程研究

介绍了白山水电站历次泄洪的原型观测情况,应用Lr=100和Lr=35的整体模型,研究泄洪溅水雾化所产生的危害原因、范围等,提出防护工程措施.     

高混凝土坝泄洪和消能的研究

在综合分析国内外高混凝士坝泄洪消能设计经验的基础上,全面论述了高混凝士坝泄洪消能的设计原则和消能方式。根据研究成果,提出了高坝泄洪的水流分散程度和冲坑深度两者关系的新见解以及动水压力的控制允许值;在国内首次将可靠度理论用于大型工程的水力设计,深入论证了二滩水电站的泄洪标准;运用模型试验和数值分析等多种手段。全面论证了二滩水电站的泄洪消能布置,优化了各泄水建筑物的体型。采用了新颖合理的消能工和通气减蚀措施;全面论证了下游河道消能区的防护措施,分析了水舌淹没扩散和水垫塘护坦板的稳定机理。还叙述了高坝泄洪雾化机理、坝体流激振动影响和抗蚀耐磨材料研究成果。     

泄洪雨雾对水电站运行的影响及对策

高坝泄洪雨雾是由泄洪引起的非自然降雨和水雾迷漫现象,具有很强的破坏力。多座水电站曾遭受泄洪雨雾的危害性影响,发生过大坝下游交通阻断、电器设备损坏、发电机组停运及水淹厂房事故,或由于泄洪雨雾的下渗作用诱发大坝下游边坡大规模滑坡。水电站枢纽规划设计阶段,需合理布局和采取针对性防护措施,防止产生重大失误。水电站投入运行后应加强泄洪雨雾原型观测,验证设计并完善防护方案。实践证明,总结经验合理开启闸门是减轻或防止泄洪雨雾危害的一项重要非工程性措施。     

高拱坝枢纽工程泄洪调度方式对雾化的影响分析

结合已建典型高拱坝枢纽工程泄洪雾化原型观测、数值模拟及物理模型试验成果,分析高拱坝枢纽部分孔口开启泄洪的雾化规律,探讨通过泄洪调度方式减轻泄洪雾化所带来危害的途径,保证电站枢纽安全有效运行。结果表明,坝身表、深(中)孔泄洪时雾雨区分布与下游水舌入水流速、水舌入水面积以及入水角度密切相关,其中入水流速对深(中)孔泄洪雾雨区分布的影响更加明显。当库水位和泄洪量一定时,泄洪洞运行雾化雨强及其影响范围最小,且雾化影响区集中在远离坝体的下游河段,而深(中)孔单独运行雾化雨强及其纵向影响范围明显大于表孔和泄洪洞单独运行工况,雾雨区垂向范围受泄洪调度方式影响较小。     

隔河岩工程水力学安全监测技术及成果分析

 1998年汛期隔河岩水利枢纽观测部位为深孔、表孔 及消能工。其观测内容包括流态、时均压力、空化噪声、流速、雾雨。观测结果表明：该工程泄洪表孔、深孔、消力池及辅助消能工的各项水力学特性基本良好。泄水建筑物过流面、一级池两边岸坡均无蚀损，二级消能工上的消力墩、差动坎等均基本完好无损，但1998年2 月抽干检查发现消力池有局部磨损，左岸隔流堤护岸在1998年泄洪过程中发生局部坍滑。由于集中坝身泄洪，泄洪时雾化现象较严重，故须采取措施，以确保工程安全运行。将部分原 型观测资料与模型试验资料和计算值作了对比，总趋势和数值基本一致。     

98长江洪水位特点及其对策研究

１９９８年长江干流洪水位一直居高不下的原因是：长江流域的强降雨时间长、范围广；洪峰来势猛、间隔短；长江上游水土保持差、吸纳雨水能力弱；行蓄洪区域大幅度减少；长江中下游退水缓慢．从四个不同角度探讨１９９８年武汉关水位未超过１９５４年，而其上下游最高洪水位却比１９５４年高得多的原因．提出降低长江干流洪水位的对策建议：增加上游土壤植被涵养雨水的能力；增加中下游湖泊及分蓄洪区蓄滞洪水的能力；增加河道的槽蓄能力和泄洪能力；增加水库调蓄洪水的能力．     

国内外高拱坝泄洪消能布置综合分析

本文总结分析了国内外８０个高拱坝（泄量Ｑ＞２０００／ｓ）的泄洪消能布置经验，提出了一种综合通用的拱坝泄洪消能布置的分类方法；经对典型工程进行分析研究认为，通过泄洪消能布置的优化，可提高坝体的泄流能力及下游水垫塘单位水体消能率的指标，以减少岸边工程或水垫塘本身的造价；结合小湾工程的分析，认为可适当提高小湾坝体及单洞的泄流能力，减少一条岸边泄洪洞。该经验总结为目前及今后高拱坝大泄量工程的泄洪消能布置设计提供可借鉴的经验。     

地下厂房在峡谷高坝水电站枢纽布置中的优势

根据近年来在峡谷地区建混凝土高坝时越来越多地采用地下厂房后事实，从施工导流、泄洪消能、泄洪雨雾影响、碾压混凝土快速筑坝、地下厂房施工水平提高及缩短建设周期、节省工程投资等方面，用大量的工程实例，论证了地下厂房相对于坝后厂房布置的优越性。     

石门坎水电站拱坝泄洪消能水工模型试验研究

为了弄清石门坎水电站拱坝泄洪消能的能力,通过拱坝泄流能力水工模型试验,分别模拟3个表孔和两个中孔单独或表孔、中孔联合运用条件下泄流能力、出口流速、压力分布及消能冲刷情况。以验证原设计方案中表孔、中孔体型设计是否合理,从而最终确定表孔、中孔的设计体型。模拟泄洪过程中消力池底板的受力情况变化,根据受力情况提出改善措施,防止发生揭底破坏。对泄洪的雾化问题进行简单分析,提出意见。     

对雨洪资源利用的再认识

雨水和洪水是宝贵的自然资源,雨洪资源利用是具有悠久历史的重要水资源开发利用方式。近年来雨洪资源利用的实用性技术获得了蓬勃发展,但对其基本概念尚存在明显的认识误区,相关概念和术语的不规范使用给研究和实践带来了混乱。鉴于此,从有关历史和现实情况出发,根据水文学基本理论,对雨洪资源利用进行了再认识,明确了雨水、洪水的自然资源和水资源属性,阐明了雨水资源利用和洪水资源利用的基本内涵和定义,辨析了雨水资源利用和洪水资源利用之间的关系,并澄清了“雨水资源化”“洪水资源化”等术语的规范性。对雨洪资源的思考和认识有助于夯实雨洪资源安全高效利用的理论基础,为科学开展雨洪资源利用评价、规划和技术创新及应用创造了条件。     

天子岭垃圾填埋场洪水成因分析及解决措施

利用雨水管理模型对浙江杭州天子岭垃圾填埋场洪水成因进行了分析,证明:该垃圾填埋场内部排洪系统可以满足设计洪水过流要求,洪水产生的主要原因是由于下游排洪渠截面严重偏小,过流能力严重不足所造成。在此分析基础上,本文提出了该排洪系统的改造方案,即:将原天子岭北线明渠和西南线明渠下游段及沿320国道的盖板涵改建为压力箱涵,以增大过洪能力,并打通绕城公路北侧排洪明渠使其直通沿山港,缩短排洪路径。     

大石峡水利枢纽工程的泄水消能设计研究

大石峡水利枢纽工程是典型的高坝大库工程,泄水消能建筑物受地形地质条件影响,布置较难,具有水头高、超高流速、消能难、运用复杂等特点。针对工程开发任务、运用情况、坝型和地形地质条件,进行了泄水建筑物的方案比较、详细论证和研究,将泄水及引水发电系统集中于凸岸布置;泄水建筑物包括岸边溢洪道、中孔泄洪洞、放空排沙洞及生态放水孔,下游设置“护岸不护底”的联合消力塘。经过整体水工模型试验验证,泄水消能建筑物布置合理,运行安全。通过总结坝高250 m 级的大石峡水利工程泄水消能设计与研究,对超高坝的泄水工程设计有较好的借鉴作用。