解析巴基斯坦汗华水电站工程泄水建筑物设计

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1、2010年第29卷第3期·DWRHE水利水电工程设计巴基斯坦汗华水电站工程泄水建筑物设计郭西方顾小兵陈能玉李娅摘要汗华水电站是巴基斯坦一项高水头、长隧洞的引水式水电站工程，大坝为混凝土重力坝。泄水建筑物设有4个底孔、1个表孔，采用逆坡消力池底流消能。关键词混凝土重力坝底孔表孔水力计算底流消能逆坡消力池汗华水电站中图分类号TV222文献标识码B文章编号1007—6980(2010)03—0025—03汗华(KHANKHWAR)水电站工程位于巴基斯坦(4)应具有良好的抗冲磨能力，对下游无冲刷西北边境省，大坝位于印度河支流KhanKhwar河上，影响。发电厂房位于印度河右岸Be

2、sham镇附近，该工程是2泄水建筑物的布置和结构型式一项高水头、长隧洞的引水式水电站工程，由水库、挡水重力坝、引水系统、调压井、电站厂房、尾水招标设计阶段推荐的布置方案为左岸布置2个建筑物、开关站和输变电线路等组成，其主要任务表孔，右岸布置3个底孔。初步的水工模型试验表是调峰发电。大坝为混凝土重力坝，最大坝高49．0明，底孔集中布置于大坝右侧，泄流时水流主要集m，坝顶长106．1in，坝顶高程829．0ITI。最高蓄水位中于消力池内的右半部，在消力池内出现较严重的825．0m，水库总库容为约105万rn3，有效库容为40环流现象。模型试验报告建议修改布置方案，尽可万rn3

3、。引水系统总长5l44ITI，内径为3．85～3．00能对称布置。因此，详细设计阶段对表孔、底孔的m，包括引水隧洞、压力竖井和压力隧洞。设计引数量及布置进行了调整。水流量35m]／s，设计发电净水头242ITI，总水头为2．1表孔254113。厂房内安装2台34．25MW的立轴混流式发表孔采用开敞式溢流孔口，布置于河床中部，电机组和1台3．65MW的冲击式辅助发电机组，总主要承担泄洪、排污任务，孔口净宽13m，两侧装机容量72．15MW。边墩厚度均为2．5m，墩头采用半径为2．0m圆弧曲线，堰顶高程为813．0m。堰顶设带舌瓣门的弧1泄水建筑物的设计要求形钢闸门和叠梁检修

4、闸门各1道，弧形闸门及其舌1．1坝址泥沙及洪水特征瓣门由2台液压启闭机操作，液压启闭机油泵站设坝址多年平均悬移质输沙量为77万t／a，推移在位于底孔坝段靠表孔侧闸墩上的坝顶控制房内，质输沙量为9万t／a，总输沙量为86万t／a。100年叠梁检修闸门由坝顶单向门机启闭。一遇(P=1％)洪水流量为2667m]／s，1000年一一遇表孔堰顶上游段堰面曲线为两段圆弧，与上游(P=0．1％)洪水流量为3750Hl3／s，10000年一遇铅直面相接，其半径分别为2．2m和5．5m。下游(P=0．01％)洪水流量为4900m3／s。段堰面采用WES曲线(方程为Y=0．06513x踮)，

5、1．2设计要求下接坡度为1：1．1的斜坡段，反弧段半径为20．0泄水建筑物的主要设计要求：m，后接坡度为1：15的逆坡式消力池。(1)在最高运行库水位825．0m时，闸门全部2．2底孔开启能安全下泄1000年一遇洪水，流量为3750底孑L为主要的泄洪和排沙建筑物，对称布置于rn3／s，堵塞1个表孔或1个底孑L时能安全下泄100表孔两侧。每个底孑L坝段布置2孔，孔口尺寸6年一遇洪水，流量为2667m3／s。in×7m(宽X高)，中墩厚3．5ITI，两侧边墩厚度均(2)满足水库的各项运用要求和有规律排沙泄为2．5Ill。进口底坎高程801．0ITI，高于原河床约1流要求。m，

6、低于电站进水口8m，以有利于水库冲淤排沙，(3)尽量避免电站进水口门前淤堵和粗颗粒泥维持有效库容，形成冲沙漏斗，实现电站进水口的沙过机，减少过机泥沙含量。门前清。底孔工作门为弧形钢闸门，由摇摆式液压·26·水利水电工程设计DWRHE·2010年第29卷第3期启闭机控制，该启闭机安装在闸门上部820．5m的表1泄水建筑物泄流流量表m3，s操作平台上，油泵站设在该启闭机上游侧的胸墙内。叠梁检修闸门由坝顶单向门机启闭。底孔采用压力短管式布置，进口顶部采用椭圆曲线，其方程为／7．8+y／2．6z=1，侧面亦采用3．2泄水建筑物消能防冲设计椭圆曲线，方程为／2．25+y2／1．5=

7、1，下缘采根据本工程坝址处的地质条件，采用底流消能方用圆弧曲线，半径为2．0m。孔口顶部压坡段以不式，经计算，池底高程为789．0m的平底消力池，自产生负压为原则，坡度取为1：4。底孔底部自上游由水跃长度达95m，池长需76m。因受消力池段地形至下游依次为圆弧段、水平段、抛物线段(方程为限制，消力池长度需缩短才能满足布置要求。根据有Y=0．0104x)、斜坡段(坡度为1：1．8)和反弧段(半关文献资料介绍，逆坡消力池可有效减小跃后水深，径20．0m)，后接坡度为1：15的逆坡式消力池。缩短水跃长度，从而缩短消力池长度，满足布置