高水头大流量岸边溢洪道窄缝消能工研究与实践

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1、第31卷第1期水力发电学报Vol．31No．12012年2月JOURNALOFHYDROELECTRICENGINEERINGFeb．，2012高水头大流量岸边溢洪道窄缝消能工研究与实践王才欢，侯冬梅，王思莹，李利(长江水利委员会长江科学院，武汉430010)摘要:水布垭大坝是目前世界上建成的最高面板堆石坝，采用岸边溢洪道泄洪布置方式，具有泄洪流量和泄洪落差大、消能区河道狭窄、河床基岩软弱、两岸有大型滑坡体以及地下电站尾水出口临近泄洪消能区等特点。通过系统的水力学模型试验研究，解决了大型岸边溢洪道在复杂条件下的泄洪消能和地下电站尾水

2、出口防淤等关键问题，其多项创新研究成果均应用于工程实际。工程建成后的运行实践表明，岸边溢洪道新型消能工的泄洪消能和电站尾水出口的防淤都达到了预期的目标，其试验研究成果可供同类工程借鉴。关键词:水力学;岸边溢洪道;窄缝消能工;电站尾水淤积;模型试验;原型泄洪中文分类号:TV135.2文献标识码:AResearchandpracticeonnarrow-slotenergydissipatorsofhigh-headandlarge-floodbankspillwayWANGCaihuan，HOUDongmei，WangSiying，L

3、ILi(ChangjiangRiverScientificInstitute，CWRC，Wuhan430010)Abstract:Shuibuyadamisthehighestrockfilldamintheworldatpresentanditadoptsbankspillwayforfloodreleasing．Thedesignandconstructionofthisspillwayhavetoovercomeseveraldifficultiesrelatedtoitslargecapacityandhighdropoff

4、lood，narrowrivervalley，weakbedrock，largevolumesoflandslideonthetwobanks，andinterferencetoenergydissipationbythenearbytailwaterofundergroundpowerstation．Throughasystematictestonhydraulicmodels，satisfactorysolutionshavebeenfoundtotheproblemsoffloodreleasingandenergydissi

5、pationoflarge-scalebankspillwayunderthecomplexconditions，includingsiltcontrolinthetailwaterregion．Resultsofseveralresearchfindingshavebeenimplementedonthisproject．Operationexperiencesoftheprojectshowthatthenarrow-slotdissipatorandsiltcontrolmethodmeetthedesigngoals．The

6、researchresultsareusefultoothersimilarprojects．Keywords:hydraulics;bankspillway;narrow-slotenergydissipator;depositionofpowerstationtailwater;modelexperiment;prototypeflooddischarge0概述岸边溢洪道是布置在拦河坝坝肩河岸或距坝肩稍远库岸的一种泄水建筑物，岸边溢洪道常用的泄洪消能方式是鼻坎挑流消能或消力池底流消能。当下游河道消能区的河床基岩较好，河床挑流冲刷

7、区远离拦河大坝等情况下，采用鼻坎挑流消能往往具有经济上的优越性。随着新型挑流消能工技术在高水头岸边溢洪道上的研究和应用，以往通常按底流消能进行布置的岸边溢洪道，由于超高速底流空化空蚀难以解决、消力池施工安排困难以及工程投资巨大等，已有改用挑流消能布置的趋势。目前中国将在西南及西北地区陆续建设一批大型或特大型水电站，这一地区水电工程的主要特点是水头高、流量大、河谷狭窄。有一些适于修建当地材料的高土石坝，这些工程的岸边溢洪道泄洪流量、泄洪功率等指标都45处于世界前列。其水流流速可达(50～60)m/s，泄洪功率达(10～10)MW;如果

8、泄洪消能问题处理不好，不仅对下游河床产生严重冲刷，还会形成恶劣的水流流态，影响枢纽中其它建筑物的正常运用，甚至危及大坝的安全。收稿日期:2011-07-12作者简介:王才欢(1962－)，男，教授级高级工程师．E-mail:wangc