阶梯消能工在永定桥水利工程中的应用.pdfVIP

2008年 第27卷 第4期 ·DWRI-IE 水利水 电工程设计 ·45 · 阶梯消能工在永定桥水利工程中的应用 罗 畅 吴建军 丁 旭 陈 攀 摘 要 永定桥水利工程中的溢洪道，末端采用阶梯式消能工的布置型式，为论证设计的合理性，进行了水工模型 试验。试验结果表明，阶梯消能工改善了泄流流态，消能效果明显。 关键词 溢洪道 阶梯 消能 模型试验 永定桥水利工程 中图分类号 TV131．6 文献标识码 A 文章编号 1007—6980(2008)04-0045—03 瀑布沟水电站是大渡河流域水电开发的控制性 由于溢洪道较长，对于多级台阶段采用数值模 工程。永定桥水利工程是瀑布沟水电站移民安置的 拟的方法，而对后面的阶梯陡坡段采用模型试验的 配套工程，由永定桥水库及输水工程组成。工程位 方法来分段进行研究。采用计算得到多级台阶末端 于四川省雅安市汉源县境 内大渡河左岸支流流沙河 的水深、流速作为后面的阶梯陡坡段试验的进 口条 上游，其建设任务是满足汉源县新县城的城市用 件。枢纽模型按重力相似准则设计，模型比尺 1： 水、农村移民安置区的生活和灌溉用水。 20，为正态模型，各物理量的比尺如下： 三交坪蠕滑体位于永定桥水库库尾，其稳定问 长度比尺： ，=20 题，是制约四川省永定桥水利工程建设决策的重大 流量 比尺 ： 0= L =202一=1788 司题。在采用地面排水沟和地下排水隧洞 速度比尺： = =2o~～=4．47 的前提下，还对蠕滑体进行削坡反压处理。考虑到 糙率比尺： = =20 =1．648 压坡后期过水的需要，压坡平台顶面设置多级台阶 由于溢洪道较宽，模型试验宽度为其 1／10，模 式溢洪道，末端泄槽采用阶梯式消能工的布置型 型宽30em，即原型6in。 式，下游用干砌大块石保护下游河床。 试验模型由量水堰、库区及溢洪道组成，溢洪 道采用有机玻璃制作。 1 工程布置及试验模型 模型流量由上游量水堰控制，量水堰内水流平 溢洪道采用M10浆砌石结构，宽60ITI，深2．5 顺，能够保证测量的精度。 m，长 510m，比降 1／200，末端泄槽 比降为 1／5， 2 紊流数学模型 共布置了19级台阶(高 X长 =1．0IllX5．0m)。进 水口控制泄流能力，按宽顶堰计算，设计洪水标准 2．1 水气两相流的VOF模型 采用50年一遇，相应洪峰流量为334m3／s，校核洪 带有 自由表面的水气二相流是一种极普遍的自 水标准采用 1000年一遇，相应洪峰流量为721rn3／ 然现象，但由于水气二相流问题的复杂性，使其成 s。消能防冲建筑物洪水标准采用3O年一遇，相应 为计算流体力学的难点。如何追踪模拟 自由表面一 洪峰流量为291m3／s。 直是二相流数值模拟研究的重点，本文选用VOF法 较充分，二级消力池出流较平顺与下游河道水流衔接。 作者简介 黄智敏 男 教授级高工 广东省水利水电科学研究院 3 结 语 广东广州 51061O 罗 岸 男 高 工 广东省水利水电科学研究院 广东 近年来，由于人为对河道无序和过量采