关于kst水电站溢洪道水工模型试验优化

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1、广西水利水电GUANGXIWATERRESOURCES&HYDROPOWERENGINEERING2015(5)·试验研究·KST水电站溢洪道水工模型试验优化张鲁鲁(水利部新疆水利水电勘测设计研究院，新疆乌鲁木齐830000)[摘要]通过建立KST水电站表孔溢洪道水工模型，对溢洪道的泄流能力、上游进口流态、堰下游平面渐变收缩角度及消力池体型等进行了试验优化。试验优化结果：进口两侧导流翼墙采用椭圆曲线，泄流能力显著提高14％；检修门槽宽深比为1：1．7，自身抗空化能力较好；通过增加消力墩，消力池长度降低50m。实施后经现场实测：各项指标均与试验优化结果一致，优化效果好。【关键词

2、】水工模型；溢洪道；泄流能力；消力池；试验；优化【中图分类号]TV131．61；TV651．1【文献标识码]B【文章编号]1003—1510(2015)05—0011—03溢洪道是泄水建筑物的重要组成部分，其体型试验对校核水位和设计水位弧门全开的泄流的合理性直接关系到泄流能力、水流流态及工程造过程流态进行了观察，进口流态受进口两边直墙的价。王建平研究表明】：进口采用曲线导流墙，可有影响，水流在边墙处形成较为强烈的绕流现象，由效平稳的衔接水流过渡到控制段；葛旭峰研究表于绕流的影响，导致绕流水流和检修门槽对堰面水明：增加消力墩，可有效降低消力池长度。为合理流产生叠加影响，使堰面水

3、流流态较差，对溢洪道地确定较优化的溢洪道体型，本文通过KST水电站的泄流量影响较大，为消除溢洪道进口两侧直墙引溢洪道水工模型试验，研究不同水位条件下的泄流起的不利影响，提高溢流堰的泄流能力，需对进口能力，提出渐变段合理的收缩角度；通过增加辅助体型进行优化。根据水流的运动规律，水流由水库效能工，寻求最佳消力池体型参数；合理确定门槽沿导流翼墙进入溢流堰是一个质点加速过程，采用宽深比，提高抗空化能力，为今后类似溢洪道设计椭圆曲线容易适应这种变化。参考恰甫其海等多提供部分理论参考。个水工模型试验成果，结合本工程的具体情况，对进口两侧采用椭圆曲线导流翼墙，椭圆曲线方程1工程概况为：(X

4、／IO)+(6．25／Y)=1(其长短半轴的比值为KST水电站工程位于KKS河上，溢洪道由进口1．6)，优化前后见图1、2。渠段、控制段、洞身泄槽段、出口陡泄槽段、消力池进口导流翼墙优化后，其校核水位和设计水位段、出口明渠段组成。溢洪道设计水位下泄流量全开的水流流态明显改善。试验对校核和设计水760．36ITI／s，校核洪水位下泄流量869．86Ill。／s。控位进行流量测验(见表1)。制段采用WES实用堰型，堰宽12m，堰顶高程1296．50m，采用开敞式进水口。由于现代河床右岸发育口级基座阶地，考虑到泄洪建筑物出口高程相对较低且距离现代河床较远，泄水建筑物消能型式选择底流

5、消能方式。消力池底宽16In，消力池深10m，并在消力池内设辅助消能工(消力墩)。2溢洪道水工模型试验优化图1优化前进口渠段平面布置2．1进口处导流墙体型优化【收稿日期】2015—07—13[修回日期】2015—08—17【作者简介】张鲁鲁(1984一)，男，新疆库尔勒人，水利部新疆水利水电勘测设计研究院工程师，硕士，主要从事水工建筑物设计研究工作。1l张鲁鲁：KST水电站溢洪道水工模型试验优化900R100确有较高的抗空化能力。因此，溢洪道检修门槽采—．／-—-·一／，———一～4m／————一用优化后的体型更合理。∞进口渠段昌1：1i=1：100l-。笔I嗣———f、’9

6、'00、Y．图2优化后进口渠段平面布置表1进口优化前后下泄流量对比表库水位优化前下泄优化前后下泄优化后下泄优化后下泄／m流量／(m／s)流量／(m3／s)增量／(m／s)流量提高／％图4优化后前检修门槽平面布置2．3消力池体型优化消力池长度100m，深度20m，由于原设计的消从表1中数据可以看出，在校核和设计水位全力池在校核水位和设计水位泄流时，从效能流态上开时，进口优化后其下泄流量分别比修改前提高来看，消力池过长，可以进行优化，优化前消力池见103．25m／s和75．62m／s。下泄流量提高率分别达图5。到14．O％和13．98％，说明进口两侧导墙的体型对溢洪道的泄流量影响

7、显著。2．2进口处检修门槽体型优化溢洪道检修门槽设计宽度0．9m、门槽深度0．8m，门槽宽深比为1：1．125，优化前检修门槽体型见图3。根据实际工程运用和模型试验证明：门槽宽深比值在1：1．7左右时最合理，其抗空化能力较好。因此，图5优化前消力池纵断面图该工程溢洪道检修门槽也采用1：1．7宽深比值，在保证门槽宽度不变的情况下，将门槽深度调整为试验首先将消力池长度缩短30m，有效消力长0．53m，同时为更好地适应水流流线，将门槽下缘进度为70m。通过试验观察，消力池设计水位全开时行修圆处理，优化后检修门