水利水電樞紐工程泄洪消能設計分析

1、水利水電樞紐工程泄洪消能設計分析【摘要】針對水利水電樞紐工程泄洪消能設計相關問題，做了簡單的闡述。現(xiàn)階段，我國高壩泄洪消能技術種類較多，局部泄洪消能技術較為成熟，被廣泛的應用，在實際應用中，需要結合水利水電樞紐工程實際，加強泄洪消能設計要點的把控，以合理設計，確保樞紐工程的泄洪消能程度?！娟P鍵詞】水利水電；樞紐工程；泄洪消能；孔板消能水利水電樞紐工程泄洪消能問題，是工程設計的重要技術問題，需要有效的分析擋水、泄水、興利建筑物的關系，合理布局。同時要根據(jù)地形、水文條件等，合理的選擇泄洪方式，科學選擇與布置泄水建筑物，要選擇平安可靠性能較高的消能方式，以解決水利樞紐泄洪的平安性問題，充分消能，減少

2、對下游的沖刷。1樞紐工程泄洪消能設計內容概述開展水利水電樞紐工程泄洪消能設計，主要涉及到樞紐總體布置、泄水建筑物的選型、消能工的選型、下游河床保護、岸坡保護等問題，需要做好水工模型試驗，進展高速水流研究，以合理設計。泄洪消能是衡量水利水電工程建立有效性的重要指標，通常采取建立配套設施的方式，來實現(xiàn)樞紐工程泄洪消能。2水利水電樞紐工程泄洪消能技術2.1窄縫挑坎挑流消能技術此技術主要是在泄槽溢洪道與泄洪洞等的末端，建立挑流消能工。此消能方式工程量較小，工程造價較低，被廣泛應用于高壩大流量泄洪建筑物中。龍羊峽水電站建立時，右岸上下兩孔岸邊溢洪道便采取了曲面貼角窄縫挑坎，出口單寬到達769m3/sm，

3、并且左岸中孔出口轉21.6后接窄縫挑坎，其出口單寬到達643m3/sm，是我國水利水電樞紐工程建立中首個在低孔出口采取此技術的，技術程度遠超國外最高程度。隨后，我國在此技術方面不斷創(chuàng)新，單口寬度不斷增加，被廣泛的應用1。2.2高拱壩泄洪消能技術此類型水利樞紐工程具有泄量大、泄洪總功率大等特點，在狹窄河谷地區(qū)的水電站，其泄洪消能和抗沖問題較為突出?；诙┕こ绦购橄芙?jīng)歷，在后續(xù)工程中多采取分層出流、分區(qū)效能、水流撞擊的方案。除此之外，水墊塘型式也被廣泛的應用，即復式反拱斷面底板，利用河床基巖自然形成的形狀，把底板制作為反拱形，借助力學特性，實現(xiàn)射流沖擊荷載傳遞，發(fā)揮混凝土材料的性能優(yōu)勢，比方抗

4、壓特性，提升局部穩(wěn)定性與底板整體穩(wěn)定性。譬如：長潭崗81.6m高的拱壩，其形成沖坑后，采用了反拱形，建立水墊塘，設計泄量為1184m3/s，底板厚度是1.1m，模型試驗結果最大動水壓強在250kPa左右，采取的是錨桿加固技術。通過原型觀測，理解到反拱水墊塘消耗能效較好，水流較為平順，而且底板下浸透壓強與水墊塘中的凈水壓強相比較低，可以明確底板完好。同工況下，反拱形底板的平安性較好，是平底板的23倍。通過試驗外表，對于反拱水墊塘底板，其最大動水沖擊壓力控制值的選擇，可以取值309.81kPa2。3水利水電樞紐工程泄洪消能設計3.1工程案例分析某水利水電樞紐工程攔河壩，屬于碾壓混凝土雙曲拱壩，壩高

5、最大值為141m?；炷凉皦卧O計，按照500a一遇的標準，夏季入庫洪峰流量5340m3/s，秋季入庫洪峰流量為2770m3/s。按照50a一遇的標準，設計效能防沖物，入庫洪峰流量是3260m3/s。3.2泄洪建筑物設計此工程泄洪建筑物設計，主要分為以下內容：1泄洪中心線與泄洪軸線的選擇?；谙掠蔚匦螌嶋H情況，將向拱壩中心線右岸偏轉6.5，即NW342.232，作為泄洪中心線。通過水工模型試驗驗證，水舌入水寬度可以根本落在主河床內，不沖刷岸坡。對于泄洪軸線的選擇，其半徑取值直接影響著泄水流的落點，通常半徑取值越小，那么下泄水流向心集中的現(xiàn)象便越嚴重，給下游河床造成嚴重的沖刷?；诖髩蜗掠蔚匦吻闆r

6、，將表孔堰頂，作為泄洪軸線，半徑取值為300m，經(jīng)過水工試驗驗證，所選擇的泄洪軸線，可以確保入水布滿河床，不會對兩岸岸坡造成沖擊。2表、中孔布置。結合下游地形與地質特點，按照控制水舌入水寬度的原那么，在平面上，采取相間布置的方式，將中孔設置在表孔的左右中墩下部，和泄洪中心線對稱，溢流前緣寬度在58m左右。表孔堰頂高程為408m，孔口的寬度為12m?？紤]到消能的需求，表孔出口設置挑角或者俯角鼻坎，促使表孔水舌可以在縱向上分層入水，減輕下泄水流帶來的沖刷。除此之外，表孔在堰頂設置了弧形閘門，沒有設置檢修閘門，在枯水期水位下降到408m時，開展工作閘門檢修作業(yè)?？壮隹谠O置了弧形工作閘門，規(guī)格為57m

7、，即寬高。經(jīng)過泄流才能計算，夏季防汛期水位為403m，中孔泄流量為1673m3/s，可以到達下游防洪調度的要求。在設計泄洪建筑物時，需要結合樞紐工程防洪調度，做好調洪演算，結果如表1所示。3.3壩下消能設計結合有利的消能區(qū)水力條件，此高壩壩下消能防護設計中，使用的是護岸不護底的天然水墊塘消能。經(jīng)過水工試驗驗證，消能工洪水工況下，中孔控制下泄流量為700m3/s時，中孔最大沖坑深4m，沖坑上端和壩腳之間的間隔 為114m，上游坡比是1：3.75，兩側坡比是1：7.7，中孔挑距比較遠?？紤]到?jīng)_坑的影響，對于水墊塘消能區(qū)域兩岸岸坡坡腳，采取混凝土鐵坡防護的措施。3.4水工模型試驗結論通過試驗可以證明，壩身泄洪建筑物布局具有合理性，表、中孔體型布置可以滿足根本要求，壩下水墊塘消能設計具有可行性。經(jīng)過沖刷試驗說明，在下泄100a一遇的洪水時，各泄流工況下，沖坑不會對大壩和兩岸山體的平安造成影響。4完畢語水利水電工程中，需要合理設計泄洪消能，以確保工程建立的質量。采取泄洪消能措施，可以提升水利水電工程建立的質量，滿足水利水電建立的要求。參考文獻1沙世琨.水利樞