布侖口水電站消力池尾坎位置模型試驗

韓守都,劉韓生,吳寶琴

(1.新疆水利水電勘測設計研究院,新疆 烏魯木齊 830000;2.水利部西北水利科學研究所,陜西 楊凌 712100)

布侖口水庫攔河壩為澆筑式瀝青混凝土心墻壩,最大壩高 35m,共有兩個泄水建筑物,左岸布置一岸邊溢洪道,右岸設有一導流兼泄洪沖沙洞,都采用底流消能。設計泄洪流量 201.4m3/s,施工導流設計流量153m3/s。導流兼泄洪沖沙洞的消力池體型見圖1,其上游接有壓洞,下游接退水渠,將水流導入河床。

該工程整體水力學模型試驗(模型比尺1∶40)的結果表明,導流兼泄洪沖沙洞消力池中會形成遠驅水躍,不能滿足工程要求。設計工況的流態見圖2。

圖1 消力池尾坎位置體型(單位:高程m,其余cm)

圖2 尾坎未上移時設計工況形成的遠驅水躍

遠驅水躍是常見的水力學現象[1-8],常用的處理措施較多,主要有:①消力墩。設置消力池消力墩可以提高消能率,穩定消力池流態,一般用在弗勞德數較小、流速較低的情況,不適合本工程情況。②降低底板高程。這是一種有效的措施,缺點是增加工程量。③提高消力池前的擴散程度。這實際上是減小第一共軛水深,加寬消力池寬度,降低單寬流量。這種解決問題的措施仍以增加工程量為代價。④加高尾坎。這實際上是通過提高第二共軛水深來解決問題,副作用是加劇了消力池的尾水跌落程度,對退水渠流態不利。以上措施皆有不同程度的副作用,有必要尋求新方法。試驗表明,通過控制尾坎位置能夠消除遠驅水躍[9],但這種措施目前研究的較少。……