溪洛渡水电站枢纽泄洪雾化初步研究.pdf

溪洛渡水电站枢纽泄洪雾化初步研究 李旭东 游湘 黄庆 (国家电力公司成都勘测设计研究院， 610072) 摘要：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激溅的降水分布；结合类似工程 原观资料，对溪洛渡的“雾化”问题给予综合评判，预测泄洪雾化范围并采取防护处理措施。 关键词：泄洪雾化； 泄洪雾化预测： 泄洪雾化分区； 防护； 溪洛渡水电站 1前言 溪洛渡水电站是一座巨型水电站，经可研阶段工作论证，最大坝高278．oom，坝身设有7个 表孔(12．5mx 泄洪洞。坝址区河谷狭窄，谷坡陡峻，枢纽泄洪流量大，水头高，空中泄流落差大，采用空中碰 撞消能，枢纽挡水、泄水建筑物按1,000年一遇洪水设计，10，000年一遇洪水校核，相应洪水流量 的影响，研究雾化引起的各种灾害及工程防护措施。 2影响泄洪雾化的因素 (1)上、下游水位差Z 它影响水舌在挑坎处的初速和入水流速。随着Z的增大，雾化越发严重。白山水电站随着库 差从72m增至123m。“雾化”降水量从3．2mm／h上升至502mm／s，造成了破坏性的后果。 (2)泄流流量Q 上、下游落差相同时，Q越大，能量越多，雾化越严重，乌江渡水电站在坝下80m处，同一 测点测得，坝上溢流泄洪道开启4孔的降水强度是开启单孔的4倍。 (3)挑坎高程 当上、下游水位差相同时，挑坎高程低者，水舌流速高、紊动度大，掺气剧烈，雾化严重。 (4)挑坎型式 16 挑坎出口型式较多，如连续式、差动式、扭曲式、双曲式、窄缝式、宽尾墩、加分流墩、分 流齿等等。纵横扩散好的挑流鼻坎，可增加水舌在空中的消能率，也会加大泄洪雾化。 (5)地形地貌因素 地形地貌对雾化的影响主要是近坝区两岸山坡峰壑、坡度以及河道形态等因素。河道开阔， 水雾越容易消散，雨雾爬升较低：狭窄河谷，雨雾爬升则高。 (6)气象因素 气象因素对雾化的影响也比较明显，晴天比阴雨天雨雾范围小，中午比早晚的雨雾范围小； 另外，风速对雾化范围影响也较大。 3．泄洪雾化的分区 泄洪雾化降雨对环境的影响可按当地气象部门的雨强标准来划分：泄洪雾化达不到天然暴雨 等级时，可不作任何特殊考虑(也就是只用正常天气条件考虑枢纽问题)：当达到天然降雨的暴雨 标准时，根据雨强分区作特殊雾化防护处理。在当地气象所定的暴雨等级为： mm／h～5．8mm／h： 暴雨：12小时雨量30mm～70mm，平均雨量2．5 大暴雨：12小时雨量70mm-140mm，平均雨量5．8舢～11．7m／h； 特大暴雨：12小时雨量大于140mm，平均雨量11．7mm／h以上。 水电站泄水建筑物泄洪时，大部分雾化降雨区的雨强会大于暴雨标准，根据原观资料和对泄 洪雾化多年来的研究，人类在强度为600mm／h的雨区就会感到空气稀薄、窒息。暂以此作为人畜 在雨区存活的界限，同时参考气象手册，并结合雾化特点，将泄洪雾化分级如表1。 m3／s～166．7 m3／s，这种有初速度水块水体落下形成的迳流比天然暴雨迳流更具冲刷力，将11．7mm／h m3／s．27．8m3／s)定为ⅡI．2级，多个枢纽岸坡的喷锚混 当雨强达到50mm／h～lOOmm／h时(q为13．9 雨已相当大，已有工程在300mm／h时发生滑坡，将该段雨强范围定为III．3级，处于这种雨强范围 须要采用有一定抗冲能力的钢筋混凝土护坡。 17 表1 泄洪雾化雨强分级表 12小时雨 雨强 雨强分级 降雨特钲及je对环境的影响 分级根据 量(mm) (mm／h)