赤峰市三座店水利枢纽泄洪冲沙洞挑流消能坎的优化与选择.docxVIP

赤峰市三座店水利枢纽泄洪冲沙洞挑流消能坎的优化与选择王峰等13

【工程设计与施工】

赤峰市三座店水利枢纽

泄洪冲沙洞挑流消能坎的优化与选择

王峰，杜海波，郑永波，宋雪飞(三座店水库管理局，内蒙古赤峰024000)

〔摘要〕通过对赤峰市三座店水利枢纽泄洪冲沙洞挑流消能坎不同方案的优化与比选，最终选择采取推荐舌形方案。

〔关键词〕三座店；水利枢纽；泄洪冲沙洞排流；消能坎

中图分类号：TV652文章标识码：B文章编号：1009-0088(2011)04-0013-02

1工程概况

三座店水利枢纽工程位于内蒙古赤峰市境内，西辽河支流阴河的下游，是松花江、辽河流域规划和赤峰市城市防洪、供水规划的重点工程。坝址位于赤峰市松山区初头朗镇三座店村上游0.50km处，距赤峰市城区35km,是一座以城市防洪和供水为主，兼顾生态农业灌溉用水和发电等综合利用的大型水利枢纽工程，最大库容为3.052亿m3,工程规模为大(2)型，工程等别为Ⅱ等。

三座店水利枢纽工程由拦河主坝、副坝、左右岸泄洪冲沙洞、溢洪道及发电引水系统组成。主坝长614.40m,最大坝高52.40m,坝型为沥青混凝土心墙堆石坝。副坝长490.00m,最大坝高4.50m,坝型为复合土工膜斜墙堆石坝。

左、右岸泄洪冲沙洞进口为喇叭口形式，左洞进口高程682.00m,右洞进口高程683.00m,孔口尺寸为7m×8m,洞径8m,左洞长338.46m,右洞长387.99m,出口高程均为680.00m,设弧形工作门，孔口尺寸6m×7m,闸后明渠段长30.08m,末端设挑流消能坎，挑坎高程682.50m。

三座店水利枢纽的正常高水位724.00m,防洪限制水位722.00m,死水位707.00m。各频率洪水时三座店水库左岸泄洪洞的调度运用方式为：上游库水位在722.88～724.19m时，控制左岸泄洪洞泄量为100m3/s,右洞关闭；上游库水位在725.5～726.45m时，控制左、右岸泄洪洞泄量各为600m3/s;上游库水位在726.60m以上，闸门全开，右洞调节。水库入库洪水

频率及泄水建筑物泄流量见表1。

表1水库入库洪水频率及泄水建筑物泄流量

频率p(%)

入库洪峰(m3/s)

三座店水库

最高水位

(m)

车容

(万m3)

最大泄流量(m3/s)

合计

隧洞

泄流量孔

数

30hn道流堰泄流量

20

645

722.88

6815

100

100

10

180

724.19

7756

00

00

1840

725.20

8612

1200

】200

2

2850

725.67

9.011

1200

1200

3.670

726.45

9742

1200

1200

0.5

4.530

726.88

0171

1794

45

1839

0.2

5720

727.80

1110

815

62

1977

0.02

8830

729.97

3.633

1862

643

2.505

2原消能方案情况

(1)原设计方案左岸泄洪洞模型实测泄流能力比设计值大3%左右，满足实际泄洪要求；

(2)挑流鼻坎的体型和挑流效果较差，具体表现在：①水舌出鼻坎后水流过于集中，空中扩散不充分，水流较大的动能没有从根本上耗散，使得下游河道流速偏高，最大流速8.3m/s,因此下游冲刷坑范围和深度均较大；②下游河道水舌两侧形成2个范围较大、强度较高的回流区(最大回流流速为5.89m/s),几乎占据了整个河面；③鼻坎左、右两侧出现较强的淘刷，最深点高程达到670m,左岸护坡处回流淘刷也较强烈。

(3)在明渠扩散段和差动式鼻坎内侧存在着4m和7m左右的负压，量级较大，易生空蚀破坏。

3优化方案消能情况

优化试验提出了2种消能工优化体型扭扩鼻

14内蒙古水利2011年第4期(总第134期)

坎和舌形鼻坎。二者共同的特点是加大了水舌的扩散程度，降低了入水单宽流量，从而减小了冲坑深度。扭扩鼻坎下游冲深较原方案减浅22%左右；舌形鼻坎分别减浅32%(校核)和20%(设计)。从坝脚和左边墙基础的冲刷来看，扭扩鼻坎的左边墙基础冲刷较浅，舌形鼻坎的坝后河床较平缓。综合分析认为，舌形鼻坎体型简单，总体效果