中型拱坝表孔大单宽流量泄洪消能形式的研究

以龙潭嘴水电站工程整体水工模型试验资料为依据,采用表孔高低坎+二道坝研究了中型拱坝表孔大单宽流量泄洪消能形式。通过调整边、中表孔挑坎的位置高程及挑角来实现三孔水舌上下对撞和横向扩散碰撞消能。为达到水舌落点纵向拉开的目的,增大中表孔溢流曲线的长度,使中边表孔挑坎在纵向上形成差动。试验结果表明,在该消能形式布置下,水舌纵向拉开、横向扩散充分、对冲明显,同时在水垫塘内充分翻滚消能,对下游河道减轻了冲刷,消能效果较好。

关于中型拱坝挑流消能的问题

根据《混凝土拱坝设计规范》(SL282-2003)第4.3.7条对人工水垫塘设计的规定并结合目前国内中型拱坝的现实情况,建议消能防冲措施主要采用短护坦和先冲后护的方法,避免采用二道坝。

拱坝表孔泄流下游消能防冲形式的试验研究

针对中型拱坝下游消能防冲形式的选择问题,通过物理模型试验,对比分析了长护坦防护、水垫塘+二道坝和短护坦先冲后护3种布置形式下相应的水力学指标。试验结果表明:长护坦方案时,水垫塘内水流流态较差,底板和护岸易失稳破坏;水垫塘+二道坝方案时,水流流态和各项水力学指标满足要求,但造价较高;短护坦先冲后护方案时,冲坑位置及深度均在允许范围内,该方案的应用会受到拱坝下游地质条件的制约。依据短护坦先冲后护的试验成果,提出初步确定短护坦防护范围的方法。本工程下泄单宽流量较小,根据试验成果及类似工程经验,结合坝址地质和工程造价因素,推荐消能工布置方案为"短护坦先冲后护"方式。