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低水头水电站枢纽拦河闸消力池优化设计

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翻新时间:2013-12-14

低水头水电站枢纽拦河闸消力池优化设计

摘要:通过几个较典型的低水头河床式水电站枢纽工程的水力学试验研究,对拦河闸闸下采用局部

消力池的优化设计方案进行研究,分析了该方案的水流特点.。.结和工程实际运行情况,评价采用优

化方案的适应范围。

关键词:泄洪闸消力池优化方案

1 前言

低水头河床式迳流水电站枢纽工程,一般由电站、泄洪闸、船闸等主要建筑物组成。是集防

洪、发电、航运综合效益的水利工程。枢纽工程的布置受到水文气象、河道河势、地质条件、综

合利用、施工安排、材供应等因素影响。为避免枢纽各建设物运行时水流的互相干,将泄洪闸布

置在河道中部主河槽上,避免泄洪水流単側集中泄洪,在下游形成回流。水电站和船闸布置在泄

洪闸左右两側,减小发电尾水对通的影响。至于船闸和电站左右位置的确定,是根椐工程河道水

流条件、施工条件等因素决定。对于大中型水利枢纽工程布置经水工模型试验决定。

2 泄洪闸的消能方试

在低水头水电站枢纽中,泄洪闸属主要建筑之一。它起到蓄水发电和渲泄洪水作用。低水头

枢纽工程水流有上下游水位差,泄洪单宽流量较大特点。泄洪闸下游采用消能主要方有底流和面

流两种消能形。底流消能主要采用消力池和消力池中增设辅助消能工方消能。对于软基和地质条

件较差河床,下游水位变化幅度较大时,采用消力池底流消能形式。水流在池中充分消能后,与

下游水流平稳衘接。当泄洪闸下游河床地质条件较好,河道两岸岸坡稳定,下游水位变化幅度较

小,可采用面流消能形式,节省工程投资。近年来,广东省在河道上修建低水头水电站枢纽泄洪

闸下游多采用底流消能形式。

3 消力池优化方案提出

在本省兴建的孟洲坝水电站、西阳水电站、都平水电站均属低水头河床式迳流水电站枢纽。

在设计和施工中,当泄洪闸下游河床地质条件较好,提出对泄洪闸下游消力池进行优化设计。将

原设计消力池宽度减少一半,闸下采用局部消力池,以达到缩短施工期,节省工程费用。

4 消力池优化方案水流特点

采用消力池优化设计方案,泄洪闸水流特点主要为三个方面:

(1)渲泄大洪水时,过闸的水流有短时间急流向缓流过度。当泄洪闸全开时,上下游水位差

较小,对河床的冲刷能力较弱,工程河道的水流与原河道水流流态无较大改变。

(2)渲泄中小流量,闸上为正常蓄水位,当电站和船闸同时运行时,泄洪闸下泄的最大流量

是河道水流条件最为不利的情况。表现在:

①洪水集中在左或右侧下泄,加大了泄洪闸泄洪的负担;水流较集中,单宽流量加大,从而

使闸下的消力池的长度、深度加大,通常在消力池中增加辅助消能工,才能满足消能防冲的设计

要求。

②从左或右侧泄洪闸下泄的水流,水流在闸孔关闭处的上下游河床中形成回流,对船闸(电

站)的运行有影响,随着泄洪流量的减小,右和回流流速减小,对船闸(电站)运行影响较小。

(3)渲泄小洪水时,闸上为正常蓄水位,泄洪闸全部关闭,用发电控泄,由于流量较小,工

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