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1、X宽尾墩应用与发展的试验研究第26卷第4期2007年8月水力发电J0URNALOFHYDROELECTRICENGINEEmNGVo1.26No.4Aug.,2007X宽尾墩应用与发展的试验研究尹进步,梁宗祥,龚红林(西北农林科技大学,陕西杨凌712100)摘要:本文在总结传统宽尾墩与普通x宽尾墩消能工所存在问题的基础上,通过思林水电站泄洪消能建筑物的试验结果分析,提出一种新型x宽尾墩消能工.该消能工体型简单,能满足表孔泄洪流量变化范围大,消力池纵向长度小,尾坎低的要求.与传统宽尾墩对比试验结果表明,消力池水流消能充分,下游河道水面波动小,消力池底板脉动小,满足工程安
2、全运行的需要.关键词:水力学;新型x宽尾墩;模型试验;消能;泄洪中图分类号:TV135.2文献标识码:AExperimentalstudyonapplication&development0fXtypeflaringgatepiersYINJinbu,LIANGZongxiang,GONGHonglin(NorthwestSci-TechUniversityofAgricultureandForest,Yanglingcity,Shanxiprovince712100)Abstract:ThispaperputsforwardanewXtypeflaringg
3、atepierbyhydraulicmodeltestontheSilinhydropowerstation.Thesimpleshapecansuitthelargevariablerangesofflooddischarges,theshortstillingbasinandthelowtail—weir.Thetestresultsshowthatthepierhasthehighenergydissipationandthesmallflowfluctuationonthebottomofstillbasinincomparisonwithconvention
4、alflaringpiers.Keywords:hydraulics;anewXtypeflaringgatepier;hydraulicmodeltest;energydissipation;flooddischargesO宽尾墩发展综述宽尾墩作为一种适应于大单宽泄洪建筑物的消能工,先后在许多工程上得到应用.从工程运行结果看,由于宽尾墩作用,传统消力池二元水跃变为三元水跃,增加掺气,提高消能率同时,消力池长度也得到了大幅度减小,安康,五强溪,岩滩等工程消力池长度,均比传统二元水跃消力池缩短一半以上¨.通过对已建工程泄洪运行结果分析发现,传统宽尾墩还存在一些问题.第一
5、,传统宽尾墩只适应大单宽高尾水的泄洪,当尾水深度较小或高库水位单孔开启时,大单宽泄洪可能会发生消力池底板脉动急剧上升,甚至破坏消力池底板结构稳定的问题,安康与五强溪泄洪均出现过此现象;第二,小流量泄洪时,难以形成纵向拉开的宽尾墩水舌,水流成一集中水股砸向坝面,坝面承受的冲击压强急剧增加,严重时,坝面被砸出许多小坑,小坑在大洪水泄洪时可能会引起坝面空蚀破坏问题发生.针对传统宽尾墩存在的问题,文献[2,3]在乌江索风营工程的试验研究中,结合台阶坝面的使用,继承传统宽尾墩优点同时,推出x宽尾墩消能工.x宽尾墩是在常规宽尾墩底部开一2m～3m高的斜El后形成,其它部分与常规宽
6、尾墩完全相同,但其优点却表现得比较突出.第一,下开El使底部比常规宽尾墩多出一个水垫层,消力池底板冲击压强比常规宽尾墩最大可减小约30%;第二,小流量泄洪不出现冲砸坝面问题,大流量泄洪与常规宽尾墩完全相同;第三,与台阶坝面联合使用,消能率至少提高约5%～l0%,特别是施工期渡汛,坝面可以直接过流,节约投资同时,也节约了工期,索风营水电站首台机组提前近半年发电的事实充分证明了这一优势的存在.已经使用宽尾墩的几个工程,包括建成或在建的工程,其表孔单宽最大泄量只有250m3/s?m,但实际工程中,由于河谷地形限制,有些工程的单宽泄量已超过250m3/s?m,堰顶水头也超过2
7、5m,暂且称其为特大单宽泄量.对收稿日期:2005.12.22作者简介:尹进步(1968一),男,高级工程师.E?mail:xbsyjb@sina.corn第4期尹进步等:x宽尾墩应用与发展的试验研究37于特大单宽泄洪建筑物而言,如果我们还继续使用传统宽尾墩或x宽尾墩,从适应堰顶水头的高度需要,则宽尾墩高度就必须增加,同时为满足三元水跃的要求,消力池长度也必须增加.这些变化可能为建筑结构或枢纽布置带来许多问题.为了满足上述变化的需要,本文通过思林水电站泄洪消能问题研究,提出一种新型x宽尾墩,为这些问题的解决提供了较好参考依据1新型X宽尾墩的设想与体型
