潮州供水枢纽工程西溪拦河闸消能工除险改造试验研究.pdfVIP

黄智敏等 ·潮州供水枢纽工程西溪拦河 闸消能工除险改造试验研究 ·43 · 关系的小流量降低约3m，大流量降低6～7m。 消力池等消能设施，以满足拦河闸泄流与下游河道 水流平顺衔接。二级消力池池底高程一3．3m，池 深 1．0m，池长22m，池末水平护坦段顶高程 一2．3 m、长20m，下游接 1：20的海漫段和防冲槽。 1．3 消能工设计初拟方案试验 通常，拦河闸在上游为正常蓄水位、闸门局部 开启泄洪运行时，下游河道水位较低，拦河闸泄流 0 2OCO 4000 6000 8000 l0000 Q／(m ·s’、 落差较大，此运行工况为拦河闸泄洪消能较不利的 工况 。试验结果如下。 图3 西溪拦河闸下游水位 z一流量 Q关系曲线 (1)拦河闸闸门局部开启泄洪运行时，出闸水 1．2 除险改造消能工设计初拟方案 流呈 自由泄流状进人一级消力池，在闸门开度 e 西溪拦河闸闸下游消能工除险改造的设计初拟 1．4m运行时，一级消力池 内水流波动较大，泄流 方案为(见图4)：在现状的拦河闸和消力池布置的 在消力池内易形成左、右摆动的折冲水流，并形成 基础上，在消力池(称为一级消力池)下游修建二级 回流，水流消能率较低。 图4 除险工程设计方案泄洪闸及消力池布置图(单位：m) (2)在闸门开度 e=1．4m(泄流量 p=2288In3／ 河闸上游为正常蓄水位(10．5m)条件下，不同泄流 s，闸孔泄流单宽流量 口=10．21In3／(s·m))运行时，一 单宽流量 g对应的一级消力池水跃跃长 关系见图 级消力池内水流极不稳定，处于临界的远驱式水跃 6，不同泄流单宽流量 g和池末尾坎前水深与跃后 状态；闸门开度 e≥1．6m(泄流量 p≥2619．2 ／s， 水深的比值 (P+h)／h 的关系见图7。 闸孔泄流单宽流量 q≥11．69m3／(s·m))运行时，一 级消力池内形成急流状远驱式水跃，泄流撞击一级 斗 消力池末端尾坎后，再翻滚跌落进入下游二级消力 池，消能效果差，流态极为紊乱；二级消力池水流 图5 消力池水力参数示意图 波动翻滚剧烈，无法形成正常的水跃，消能率较低。 (3)在各级洪水流量泄流条件下，一、二级消 力池上、下游泄流落差达 2．5 5m，设计方案的 二级消力池水流波动较大，消力池的池长无法满足 工程设计的要求。 1．4 试验资料分析 由于西溪拦河闸的下游河道水位较低，在水闸 闸门局部开启泄洪运行时(p≤3000m3／s)，一级消 力池尾坎出流仍为自由出流。若要在一级消力池 内 形成较完整的水跃，取得较高的消能率，必须保证 图6 水跃长度 ￡与单宽流量 q的关系 在各级泄流落差和单宽流量条件下，一级消力池池 长满足水跃跃长L和池末尾坎前水深 (P+h)满足 由图6、7可见：拦河闸在上游为正常蓄水位 跃后水深 h，的条件 (见图5)。根据水力计算，在拦 (10．5m)、闸门局部开启泄洪运行时，一级消力池