中咀坡水电工程溢洪道水工模型试验研究

蒿枝坝水库工程溢洪道侧堰水工模型试验研究——结合蒿枝坝中型水库除险加固工程侧堰溢洪道水工模型试验研究，对侧堰溢洪道的泄流能力、堰面压力、水流流态、水面线等水力学特性进行了观测分析，比较了加大侧槽底坡与堰后加斜坡试验方案和加大侧槽底坡与侧槽左、...

采用水工模型试验研究溢洪道的泄流能力,不同工况下溢洪道闸前、闸后和泄水槽的水力要素以及消力池的消能效果,并对消力池的设计方案提出了优化改进措施,确保溢洪道的安全运行。

通过建立大隆水利枢纽溢洪道水工物理模型,对溢洪道进水渠左导墙、控制段中墩和挑流鼻坎尺寸进行优化,使泄洪流态更平顺,水库调度运行更合理。在此基础上对溢洪道的消能和防冲效果进行研究,在满足设计要求的同时减少挑流鼻坎的工程量,降低溢洪道的工程造价。

通过建立钦寸水利枢纽溢洪道水工物理模型,对原设计方案下工程实际运行情况进行试验研究与分析,优化了溢洪道进水口左侧护岸、右侧导墙的结构形式和跳流鼻坎位置,从而使泄流流态更平顺,水库调度运行更合理,减少了工程量和工程造价,为工程设计提供了技术依据。

浙江省鄞州区三溪浦水库为一座中型水库,溢洪道采用开敞式布置,溢流堰由正堰和侧堰组成,进口结构型式及水流条件复杂,理论计算较难把握。为验证维修加固工程溢洪道水力计算的合理性,按sl253—2000《溢洪道设计规范》要求进行了模型试验研究。通过各工况下过流能力、水流流态、压力分布、流速分布、水流空化数等方面的综合分析研究,率定出了较为翔实可靠的流量系数、泄槽边墙高度、明渠底坡等设计参数,为优化调整设计和今后水库科学调度提供了可靠依据。

通过建立大隆水利枢纽溢洪道水工物理模型,对溢洪道运行的水力特性和体形结构进行试验研究,优化了进水渠左导墙布置、控制段中墩形式和挑流鼻坎尺寸,使泄洪流态更平顺,水库调度运行更合理,满足消能防冲要求,减少溢洪道工程的工程量和造价.

福生水电站采用底流式消力池消能。其特点是水头低、流量大,是典型的低佛氏数消能,加之自由溢流坝、翻板门泄水闸、冲沙闸联合泄洪,因此翻板门运行工况有无限制、泄流能力及消能效果能否满足设计要求就需要进行深入研究。经过断面模型试验,优化了辅助消能工布置,改善了流态,缩短了池长,提出了翻板门小洪水工况下的不稳定流范围,为设计提供了依据。

通过模型试验对三道湾水电站泄洪洞的相关物理量进行了计算,从设计和校核两种工况分析得出:该泄洪洞设计方案的泄流能力能够满足要求;泄洪洞底板上各测点的空化数都大于0.3,且各测点均无负压,故无空蚀危害。下游冲涮试验得出,冲坑对左岸坡脚有一定的冲刷淘空作用,建议对左岸山坡采取防冲措施。

溪洛渡水电站泄洪洞采用龙落尾式布置,由于水头高,水流在龙落尾后,流速可达到40~50m/s,属于水利工程的超高速水流问题,体型稍有不慎,容易造成极大的破坏。通过1∶45的水工模型试验,分析出溪洛渡水电站泄洪洞原设计体型存在的主要问题为反弧末端附近掺气浓度低和出口挑流水舌冲击河道对岸。通过增设掺气坎,修改挑坎体型和洞身曲线,对泄洪洞体型进行了优化。并通过模型试验对优化体型进行了检验。

通过对温泉水电站深孔泄洪洞的水工模型试验研究,完善优化了深孔泄洪洞的挑流消能段的设计方案,使洞内水流流态及出口挑射水流对下游河床的冲刷状态均有所改善,试验成果对工程设计和其他模型试验均具有一定的借鉴意义。

乌东德水电站泄水拱坝下游水垫塘深达80~125m,岩石坚硬,抗冲能力强,是一个条件优越的天然水垫塘,所以考虑水垫塘不设混凝土保护,下游消能区300m内采用接地式护岸,300m后采用悬挂式护岸,水工整体模型试验研究表明该布置方案是可行的。

博斯坦水库工程水工模型试验按重力相似准则进行设计.根据试验任务要求,水工试验模型为正态模型.通过试验,改进原设计方案的表孔溢洪洞设计,取消隔墙,加长收缩距离,减小收缩角度,将斜井坡度调整变缓,将反弧半径适当加大,降低消力池底板高程.

博斯坦水库工程水工模型试验按重力相似准则进行设计。根据试验任务要求,水工试验模型为正态模型。通过试验,改进原设计方案的表孔溢洪洞设计,取消隔墙,加长收缩距离,减小收缩角度,将斜井坡度调整变缓,将反弧半径适当加大,降低消力池底板高程。

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%。

弯弯川水电站原来是一条引水发电隧洞,水电站进行挖潜改造,需新修建一条引水隧洞与原来引水发电隧洞并联进行引水发电。通过水工模型试验,确定隧洞并联引水发电比旧洞单独引水发电减少水头损失1.914m,机组的有效工作水头为11.607m,满足设计11.50m工作水头的要求。通过验证试验计算得出旧引水隧洞的糙率n=0.033,新旧隧洞并联引水总流量105m3/s时,旧洞引水流量为66.85m3/s;新洞的引水流量为38.15m3/s。最后,对模型水流与原型的相似性进行了分析。

金湾水电站位于黑河市爱辉区,其溢洪道布置为鞍部溢洪道,由进口段、控制段、泄槽段、挑流段以及尾水渠组成,在水力计算中,通过水工模型试验验证溢洪道水力设计实用性,完善了溢洪道设计。

薛城水电站枢纽工程水工模型试验研究——薛城水电站枢纽模型试验研究涉及到枢纽建筑物泄流能力。库区的冲淤形态．取水防沙，冲沙闸排沙及运行方式。拦沙坎的拦沙效果等水力学问题。通过模型试验对设计进行检验并提出相应优化建议。　　

平班水电站二期导流采用底孔导流方式,其导流标准高,流量大,底孔出口下游要求水流不能把泥沙带进尾水渠,下游河床只允许轻微的冲刷,试验中通过设置导流墙、刺墙、护面等等工程措施,取得了满意的消能防冲效果。截流工程流量大,龙口地形复杂、落差大、单宽功率大,合龙处右侧为光滑的混凝土围堰,材料不易稳定。试验采取不同的进占抛投方式和变换流量等手段,使截流一气呵成,顺利合龙。

根据福生水电站冲沙闸佛氏数低消能效果差的特点,采用物理横型试验方法对冲沙闸的泄流能力、水面线、流态、消能效果及对下游河道冲刷影响进行了试验研究,提出了优化后的消耗建筑物型式和结构尺寸,为设计提供了依据。

对羊头铺水电站的泄流能力、消能效果、拉沙能力进行了物理模型试验。通过水工模型比对试验,采用二级复式消能能较好地解决泄流消能的问题,保证下泄流速在相对安全的范围内;同时在原设计方案的基础上,对坝址和拦沙坎等结构进行了优化,所取得的试验成果对工程设计有一定的指导意义。图3幅,表2个。

针对东西关工程的低佛氏数和大单宽流量的泄水建筑物的消能防冲问题，通过模型试验研究了消能工的布置形式。依据电站布置在嘉陵江大河弯的特点，利用弯道环流，对引水渠采用合理的进水口形式，使电站的取水防沙获得较好的效果。

泄水陡坡作为引水式电站的重要建筑物,维系着整个电站工程的安全运行,在落差和泄量较大的工程中显得尤为重要,而水工模型试验作为工程运行情况的事先模拟,对优化工程设计方案,提高工程安全度具有重要的指导作用,通过理论计算和试验验证,对原设计进行优化,并提出类似工程泄水陡坡设计中应注意的问题,供同行们在工程设计中参考。