三峡大坝运行20年泄洪安全评价

近年来国内外高坝泄水建筑物破坏事故时有发生,三峡大坝泄洪流量和落差大,泄洪功率居世界第一,其泄洪安全备受关注。结合三峡大坝自2003年蓄水以来的历次水力学原型观测和以往水工模型试验结果,围绕泄水建筑物布置、泄流能力、动水压强、水流空化、水流掺气与通气风速、空蚀磨损、消能防冲7个要素指标,依据有关技术标准和工程经验建立了一套完整的高坝泄洪安全评价方法,提出了定性标准和量化阈值,并据此对三峡大坝深孔、表孔、排沙孔和排漂孔进行泄洪安全评价。结果表明:大坝泄水建筑物布置是合理的;大坝实际泄流量与设计值符合良好;大坝泄洪流道未见空蚀磨损破坏;三峡大坝运行20 a,泄水建筑物和坝下消能区运行性态正常,泄洪安全可靠。

SETH水利枢纽泄水建筑物设计

SETH水利枢纽位于山区,是典型的综合利用水库,拦河坝为碾压混凝土重力坝,枢纽任务的实现通过功能坝段集于坝体一身,泄水建筑物不仅受地形地质条件影响,还受坝体整体布置的制约,具有布置较难、水头高、流速大、运用复杂等特点。通过对工程开发任务、调度运行情况的分析,根据坝型和地形地质条件,对泄水建筑物的布置、型式等进行了设计研究。遵循泄水顺畅的原则,将泄水建筑物布置于主河床靠左岸部位,利用一个表孔和一个底孔泄水。通过计算满足工程泄洪等各项工程要求,运行安全。本工程(坝高70 m级的碾压混凝土重力坝)泄水建筑物的设计与研究,对新疆地区类似工程的设计有较好的借鉴作用。

龙开口水电站的泄洪消能防冲试验

龙开口水电站泄洪流量大且坝址处主河床狭窄,泄水建筑物布置在主河床,电站置于右岸紧靠泄水建筑物.对于此类工程,消能防冲是主要问题.以水工模型试验为手段,通过多个试验方案,研究了溢流坝和泄洪中孔的消能效果、挑射水流消能后与下游河道水流衔接问题、下游河床及两岸的冲刷情况以及电站尾水出口水面波动情况.经对比分析并综合考虑消能防冲与发电相互影响因素,提出最优枢纽布置方案和泄水建筑物结构型式,另外也为岸坡防护提供了一定的依据.研究成果对大流量窄河床条件下的重力坝泄洪消能工程设计和同类型模型试验具有一定的借鉴意义.

出山店水库表孔低水头大单宽流量消能方式研究

由于出山店水库下游河床水位低且水深变幅较大,能量较为集中,对下游冲刷严重,传统消能方式很难满足工程需求。本文结合出山店混凝土坝下消能防冲实验研究成果,对宽尾墩的水流特点、掺气特征、消能效果等进行了探讨,再通过数值模拟得出的水面线计算成果与实验结果吻合良好。最后,经过模型试验、数值模拟的结果进行比选,得出溢流表孔采用底流消能同时联合T型墩、非完全宽尾墩等辅助消能方式的消能率有所提高,消能效果提升明显。本研究可为类似的低水头、大单宽流量、低佛劳德数水库消能设计与试验研究提供参考。

阿尔塔什水利枢纽工程泄洪系统布置

阿尔塔什水利枢纽泄水建筑物水头高、流速大、出口覆盖层深度大,泄水建筑物布置需兼顾泄洪、排沙、水库放空、生态基流泄放等多种任务。根据地形、地质及水文条件进行泄洪系统布置方式的论述,经多方案比选确定泄水建筑物的最终布置格局:左岸山体由岸边到岸里分别为2~#深孔(导流洞改建)、中孔、1~#表孔、2~#表孔。研究成果对阿尔塔什水利枢纽工程泄洪系统的合理布置具有重要意义。

引硫济金枢纽工程引水防沙及下游消能防冲模型试验的研究

通过模型试验，对甘肃省金昌市引硫济金枢纽工程的泄洪冲沙闸和溢流坝下游消能防冲效果，引水防沙效果及引水隧洞进口段水流流态进行了试验和研究。并以此为依据，为设计部门提供了合理的意见和建议；在此基础上，通过对枢纽工程运作后期进水闸水流，泥沙的运动特性进行分析和研究，运用“分离流区，束水攻沙”的原理解决了引硫济金枢纽工程的引水防沙问题。

国内外泄洪消能建筑物设计综述

通过收集国内外泄洪消能建筑物设计及运行资料,总结了泄洪规模分配、泄洪设施选择、工作闸门最大运行水头、生态流量及水库安全放空设施选择、消能防冲设计、泄洪消能建筑物破坏修复等方面经验,可以为设计工作者提供一定借鉴作用。

山口水电站泄流能力及消能方式研究

通过对山口水电站泄洪底孔和溢流表孔的泄流能力及消能方式分析计算与水工模型实验相互验证,表明该工程底孔和表孔泄流能力和流态设计计算与水工模型试验基本一致;但由于对河道覆盖层和基岩抗冲能力估计不足,消能工和下游防护都有较大的变化,最终通过水工模型试验调整。结果表明山口水电站工程消能方式研究为今后大流量、低水头、低抗冲流速河道修建消能工提供了经验和设计依据。

高拱坝无碰撞泄洪表孔水舌纵向拉伸方法试验研究

为实现峡谷中高拱坝表、中(深)孔无碰撞消能,需在坝身孔口布置中引入收缩式消能工,但表孔水头低,出口流速低,单一措施很难实现水舌纵向拉伸。对此,采用1∶50整体水工模型试验,通过设置三种表孔出口体型,研究了某高拱坝表孔水舌纵向拉伸方法。结果表明,除宽尾墩外,楔形体应用于高拱坝表孔也可实现水舌纵向拉伸;调整表孔底板坡度可为水舌纵向拉伸创造条件,对表孔底板出口进行一定尺寸透空可进一步纵向拉伸并稳定水舌;随着水舌纵向入水长度的增加,流量分布更均匀,水垫塘底板冲击压强峰值亦随之减小。

瓦村水电站溢洪道体型优化试验研究

针对瓦村水电站溢洪道出口水流挑距过大、水舌空间扩散效果不佳、入水区域集中、泄洪消能效果差及泄槽内水翅现象严重等问题,采用比尺为1∶60的正态物理模型对溢洪道体型进行优化试验研究。结果表明,在闸墩尾部加设尾墩,使泄槽段水流流态有了极大的改善,水流平顺,基本上消除了水翅现象;采用连续燕尾挑坎使溢洪道出口水舌合理归槽,空中扩散效果良好,解决了入水集中的问题,消能效果较好,所提挑坎布置形式可供相关工程参考。

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。

高水头大流量泄洪消能研究

高水头大流量泄洪消能研究是“八五”国家科技攻关专题，主要结合小湾高拱坝建设，研究在高山峡谷河段上，高水头、大流量泄洪消能问题。专题分别就泄洪消能布置优化；坝身孔口布设及其型式；水垫塘冲刷平衡及消能机理；坝身泄洪振动对坝体的影响；５０ｍ／ｓ高流速空化、空蚀及减蚀措施；高压弧形闸门的伸缩式水封封水试验；高坝泄洪雾化的影响范围等进行研究。并结合漫湾大坝泄洪进行了一系列水力学方面的原型观测，取得了丰富的成果。

小湾水电站泄流雾化水流深化研究

在“七五”、“八五”攻关的基础上，通过对小湾水电站泄流雾化的研究，进一步深化对高速泄流所产生的雾化水流的机理和防范措施的认识。其主要内容包括：（１）完善单一的较规则的挑流雾化水流计算模式，主要是完善雾流的横向扩散和考虑水弹性的溅水范围的计算方法；（２）水舌碰撞消能和窄缝消能的雾流量计算；（３）下游河床地形对雾化水流雨区的影响和两岸地形对雾流扩散的影响；（４）原型观测反馈计算；（５）小湾水电站泄洪雾化影响及防护范围。

阶梯溢洪道大单宽流量的水流特性及消能效果

溢洪道─宽尾墩─斜坡加糙─台阶─"Ｔ"型墩消力池联合消能工的试验研究表明，溢洪道（溢流坝）作成阶梯形状后，并与掺气减蚀措施相结合应用，在大单宽流量下，消能显著。由于阶台坝面掺气基本上可以减免空蚀，减轻冲刷，因此是一种较好的新型消能工。

探析水位流量关系对水电工程设计的主要影响

水位流量关系是水电站工程设计中关键性的基础工作。文章结合工程设计,从水能计算、枢纽消能防冲、确定机组安装高程、施工设计、推求河道水面线及对尾水疏挖等方面论述了水位流量关系对水电站工程设计的主要影响,说明水位流量关系对工程设计的重要性,并强调了控制水位流量关系设计的关键因素。

Y型窄缝挑坎在水电站导流泄洪洞中的应用

针对出口位于特别狭窄的河谷导流泄洪洞而言,选择合适的鼻坎形式非常重要。本文在分析各种挑流鼻坎体型及其适应范围的基础上,提出一种Y型窄缝挑流挑坎形式,并借助某水电站泄洪导流洞的模型试验研究资料,对该体型的水舌形式进行研究。结果表明:泄洪导流洞出口采用Y型窄缝挑流鼻坎后,既能在各种工况下都形成纵向拉开水舌,又能满足工作水头变幅巨大的运行要求,且导流期和永久泄洪期采用同一挑坎,无须改建。

燕尾坎挑流消能噪声的影响因素分析

通过燕尾坎挑流消能的水工模型试验,测量了某重力坝泄洪过程中产生的噪声强度,分析了测点位置、流量、闸门开启方式与噪声强度的关系。基于相似原理,把噪声强度结果换算到原型,从频率和等效声级两方面分析了水流噪声对库区居民和动物的影响。结果表明,水流噪声主频位于低频段,噪声强度最大值出现在32、40 Hz频率处。流量和闸门开启方式相同时,挑坎末端断面附近低频噪声强度最大,挑流水舌进入水垫塘区域的高频噪声强度最大。闸门开启方式不变,流量越大,各测点对应频率的噪声强度越大。流量不变,开启孔数越多,各测点的噪声强度越大。调整运行调度方式,可以在一定程度上降低噪声强度。该结果可为分析水利水电、防洪、景观工程水流噪声的特性和减缓水流噪声的不利影响提供技术支持。

黄金峡水利枢纽技术特点及关键技术问题

黄金峡水利枢纽是引汉济渭工程的主要水源之一,工程具有泄洪规模大、坝址地质条件好、地形条件独特、建筑物种类多、构成复杂等特点。结合对枢纽工程的主要技术特点及关键技术问题的充分研究,对施工导流与枢纽总体布置,泄洪消能设计,泵站、电站布置方案选择,高扬程、大功率水泵设计,高水头鱼道设计等5大关键技术提出了有效的解决方案,为黄金峡水利枢纽顺利实施打下坚实的基础。

喜河水电站泄洪消能设计

喜河水电站泄洪消能采用底流消能形式结合各种辅助消能工以适应低水头、低弗氏数、大单宽流量、高尾水且变幅大,河床基岩抗冲能力差的特点。

赛格水电站Y型宽尾墩跌坎消力池联合消能工试验研究

赛格水电站具有低水头、大单宽流量、低佛汝德数等特点,泄洪消能问题突出,通过水工模型试验研究,提出了采用Y型宽尾墩跌坎消力池联合消能方式。在闸室末端采用宽尾墩后,水舌沿纵向拉伸扩散,增大了接触面,水流经宽尾墩收缩后,以射流形式进入消力池,池内水流具有三维射流特性,差动式消力坎的存在较好的解决了水流二次跌落问题,从而进一步有效的解决了下游河床的消能防冲问题。