跌坎型底流消能试验研究.pdfVIP

第４０卷 第２３期 人　民　长　江 Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．２３ ２００９年 １２月　 　 Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ　 　Ｄｅｃ．， ２００９ 　　文章编号：１００１－４１７９（２００９）２３－００２８－０２ 跌坎型底流消能试验研究 １ ２ １ 李 志 高 　翟静 静 　向 光 红 （１．长江水利委员会 设计院，湖北 武汉４３００１０；　２．河海大学水利水电工程学院，江苏 南京２１００９８） 摘要：为了减小高坝泄洪雾化的影响，对比传统底流消能工，进行了水工模型试验。通过试验，对跌坎型底流消 能工的水流流态、临底流速以及脉动压力分布进行了研究分析，结果表明：跌坎型底流消能工可大大降低临底 流速，减小消力池底板上的脉动压强，消能效果较好；同时还可抬高消力池底板高程，缩短消力池长度，节省较 多的工程量，经济效益明显。 关　键　词：底流消能；跌坎；消力池；水工模型试验 中图分类号：ＴＶ６５３　　　文献标识码：Ａ 　　在目前人们对高坝泄洪时产生雾化等环境问题日益重视的 表１　国内外几座大型跌坎型底流消力池基本参数 现状下，底流消能方式具有独特的优势。它具有入池流态稳定、 最大 上游最高 消力池底板 入池单宽流量／ 跌坎 工 程 ３ －１ 消能效率高、对地质条件和尾水位变化适应性较强、泄洪雾化影 坝高／ｍ 水位／ｍ 高程／ｍ ［ｍ ·（ｓ·ｍ） ］高度／ｍ 响小等优点，在中、低水头的泄水消能工程中常常被采用。但对 萨扬舒申斯克 ２４５．０ ５４４．５０ ３１８．０ １８４ ４．２５～６．０ 特　里 ２６０．５ ８３５．００ ５９６．００ １１０ ３．５ 于高水头、大流量泄洪工程，底流消能存在着底板临底流速和脉 向家坝 １６１．０ ３８１．８６ ２４５．０ ２２５ ９．０ 动压力较大，抗冲保护难度大，且所需消力池尺寸大，造价高等 官　地 １６８．０ １３３０．８１ １１８８．０ １４１ ６．５ 问题，因此对这种消能形式的研究和工程应用一直存在局限性。 亭子口 １１６．０ ４６３．０４ ３５５．０ １２７ ８．０ 在全面总结传统底流消能工已有成果的基础上，针对高坝底流 消能特点，提出了一种新的消能工型式，即跌坎型底流消能工。 由于跌坎的存在，相应地增加了消能水体，消散了下泄水流的大 １　水工模型试验 部分能量，降低了底板脉动压力和临底流速，减轻了底板磨损， 某工程主要运行工况见表２，该工程表孔采用底流消能方 降低了水力学指标。与传统底流消能工相比，具有临底流速低， 式。若采用传统底流消能，按照发生临界水跃作为计算控制条 脉动压强小等优点，能够有效扩大底流消能工的应用范围，因此 件，各主要工况下，计算所需消力池底板高程、长度、临底流速及 它在水电工程中具有较广的应用前景。 脉动压力值等成果见表３。 目前，代表世界上底流消能工最高水平的