洞式溢洪道摻氣減蝕設施的體型優化研究

于 野,劉亞坤,倪漢根,孫 韻

(大連理工大學 土木水利學院,遼寧 大連 116024)

0 引 言

在高速水流的泄水建筑物過流面設置摻氣設施,促使水流摻氣,以減免過流建筑物可能發生的嚴重空蝕破壞,是水利工程中廣泛采用的減蝕技術。試驗研究表明,當水中摻氣濃度達C=1%～2%時,能大大減輕固壁面的空蝕破壞;當摻氣濃度達5%～7%時,空蝕破壞完全消失[1,2]。由于摻氣機理復雜,對通氣量等問題理論上研究尚不完善,目前有關摻氣設施體型優化方面研究成果較少,尚未有成熟的理論方法,多是通過模型試驗,對摻氣設施的選型進行較系統的研究,并給出有關摻氣設施優化選型的一些定性意見[3～5]。

1 工程概況

猴子巖水電站位于大渡河干流上游,是大渡河水電規劃“三庫22級”的第9級電站,上接丹巴梯級,下接長河壩梯級。電站采用壩式開發,樞紐建筑物由攔河大壩、泄洪消能建筑物、引水發電建筑物等組成。大壩為高面板堆石壩,最大壩高223 m,堰頂高程1818.00 m,相應庫容為6.62×108m3,裝機容量1700 MW。

樞紐物有混凝土面板堆石壩、引水發電系統、1條洞式溢洪道、2條深孔泄洪洞、1條深孔放空洞、2條導流洞。2條深孔泄洪洞、2條導流洞布置于左岸;洞式溢洪道、深孔放空洞、引水發電系統布置在右岸。泄水建筑物具有“高水頭、大泄量、窄河谷”的特點,其中洞式溢洪道最大泄量4036.6 m3/s,最大單寬流量達到269.11 m3/s,最大流速約45 m/s。

本文利用比尺1∶45的水工模型來分析研究猴子巖水電站洞式溢洪道摻氣設施的布置、洞身體型優化等問題。……