高坝泄洪雾化工程防护措施研究进展.pdf

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1、第30卷第8期长江科学院院报V01．3ONo．82013年8月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteAug．2013DOI：10．3969／j．issn．1001—5485．2013．08．0152013，30(08)：63—69高坝泄洪雾化工程防护措施研究进展韩喜俊，渠立光。程子兵(长江科学院水力学研究所，武汉430010)摘要：高坝泄洪形成的雾化现象对枢纽下游建筑物运行、两侧岸坡稳定及生态环境可能造成危害，严重时可危及枢纽本身安全。伴随着系列原型观测、数学模型及物理模型试

2、验等形成的雾雨强度预测技术的发展，泄洪雾化工程防护由被动的雾化一破坏一修复逐渐演变为在预测雨强及其范围基础上进行工程防护，并逐步与消能建筑物、高边坡的分区、分段防护相结合。通过对系列工程雾化防护措施调研，对高坝泄洪雾化工程防护相关研究成果进行归纳总结，认为不同防护材料在不同雨强的破坏特性及雾化对生态环境的影响是今后泄洪雾化工程防护措施研究的重要方向。关键词：泄洪雾化；防护措施；预测技术；雾化分区；研究进展中图分类号：TV135．2；X45文献标志码：A文章编号：1001—5485(2013)08～0063—07式挑坎、分流齿坎、掺气

3、分流墩、对冲挑坎、挑跌流碰撞等一批新型消能I，消能效果较好。但其主要1研究背景缺点之一是造成雾化严重，对消能建筑物或下游岸泄洪雾化工程防护措施是随着对泄洪雾化认识坡形成破坏，甚至危及枢纽运行安全。的深入而逐渐发展的。2O世纪60年代前，底流消本文以泄洪雾化危害、预测技术的发展为主线，能作为泄洪消能主要的消能方式¨在国内外中、低结合具体工程，研究泄洪雾化工程防护措施的发展，水头水利枢纽中被广泛应用，底流消能工雾化轻微，总结提炼已有研究成果，研究工程防护措施与雾雨对消能建筑物及下游岸坡无明显危害，泄洪雾化对强度的适应性，深化雾化工程防护

4、措施的研究。工程的潜在危害并未引起足够重视；60年代以来，随着新建枢纽坝高、水头、单宽流量的增加，若采用2早期工程的泄洪雾化环境影响及底流消能需修建规模巨大的消力池，工程投资巨防护措施大，且对下游水位的适应性较差，而挑流消能工程造价低、体型结构简单、消能较好，尾水适应性较随着新型消能工在高坝挑流消能工的普及应好，逐渐成为中、高水头水利枢纽应用最广泛的消能用，挑射水流引起下游局部地区雾化不可避免，给工方式。据不完全统计，国外403座高于100m的高程带来不利影响。由于早期对泄洪雾化的形成机理坝中，采用挑流消能的达378座，约占93．8

5、％，坝高及危害缺乏足够认识，加之该阶段水利工程坝高超超过200m的高坝中，仅有4座采用底流消能，其余100m，泄洪水头、流量及泄洪功率均不大，枢纽布均采用挑流消能。置及新型消能工的消能效果为设计重点关注，相应在20世纪90年代，随着国内高坝建设技术的的下游消能建筑物的安全防护为设计重点研究方不断提高，世界高坝建设中心由西方和前苏联迅速向，而对泄洪雾化可能影响的厂房布置、开关站位转移至我国，而我国高坝建设的重点集中在西南地置、进厂公路及生活区的安全缺乏认识而基本未考区J。该地区水电工程具有高水头、大流量、高流虑防护。该阶段泄洪雾化防护

6、多在泄洪引起雾化破速、窄河谷、巨泄洪功率等特点，泄洪消能成为工程坏后在破坏区域进行重点防护。根据国内一些已建设计中的关键技术难题，甚至成为枢纽布置型式成工程运行时泄洪雾化的破坏情况来看，泄洪雾化对败的关键。为提高挑流消能工消能率，多采用“纵工程的危害和防护措施可概括如下。向拉开、横向扩散、空中碰撞、分层入水”的设计原2．1厂房淹没及预防措施则J，在该设计理念基础上，研究出了宽尾墩、窄缝如果水电站厂房位于泄洪雾化暴雨区范围内，收稿日期：2013—05—03；修回日期：2013—06—22基金项目：国家自然科学基金青年基金项目(5110

7、9012)；水利部公益性行业科研专项经费项目(201101005)作者简介：韩喜俊(1978一)，男，山西繁峙人，高级工程师，硕士，主要从事水工水力学研究，(电话)027—82829903(电子信箱)hanhan1225@～yahoo．eOl1．en。长江科学院院报2013正泄洪时将形成暴雨径流，若对泄洪雨强认识不足或万m进入河床；李家峡水电站u因雾化水流人渗岩厂房排水不畅，极易引起积水致使厂房进水。黄龙体裂缝中，引起泄洪消能区左岸边坡失稳下滑，危及潭水电站在1980年6月24日泄洪时，洪峰流量泄洪建筑物的安全。为11500na／s

8、，约为5O年一遇，历时33h，水舌经针对泄洪雾化引起下游岸坡垮塌及山体滑坡现差动鼻坎射向空中，水雾密集，水舌入水点在厂房附象，在总结教训基础上，提出相应的雾化工程防护措近。由于未充分考虑泄洪雾化影响，厂房基本被强施：①加强地质勘测，对