殘留圍堰對出水口水流敏感性影響分析

劉嘉夫 齊昕 王立杰

摘 要： 抽水蓄能電站一般采用爆破方法拆除施工圍堰，但是難以完全拆除，在出水口容易產生不利于工程運行的水力現象。通過模型試驗，對不同流量、不同水位和不同圍堰距離下的擴散出流進行研究，分析殘留圍堰對出水口擴散出流的敏感性，為拆除施工圍堰提供有益的參考。

關鍵詞：圍堰；攔污柵；水流擴散 抽水蓄能電站進出水口應滿足進流時，在各級水位及流量下均不產生有害的漩渦運動，出流時，出口斷面流速均勻分布，且不產生反向流速，以避免造成攔污柵的振動和破壞[1-3]。施工過程中，一般采用爆破方法拆除施工圍堰，但是難以完全拆除，在出水口容易產生不利于工程運行的水力現象[1，3]。

通過對不同流量、不同水位和不同圍堰距離下的擴散出流水流條件進行模型實驗，分析殘留圍堰對出水口擴散出流的敏感性，為拆除施工圍堰提供有益的參考。

1 試驗模型和方法

1.1 試驗模型

模型要滿足重力相似和阻力相似，試驗模型采用橫向比尺1：40和縱向比尺1：40的正態模型，流量比尺為10119.29，流速比尺為6.32，糙率比尺為1.849，庫河段寬184m，長440m，引水主洞洞徑8m，洞長80m。為便于流速測量及水流流態的觀察，采用有機玻璃制作進/出水口及管道部分，糙率相似要求可基本滿足。

1.2 試驗方法

2 結果與分析

抽水蓄能電站淹沒擴散出流存在明顯的水流不穩定性，不論是有巖坎條件還是無巖坎條件，淹沒擴散出流的流速過程隨時間呈明顯變化。為了說明淹沒擴散出流時巖坎對流速的影響，本研究選擇了不同工況下同一流道底部和頂部的水流過程加以研究。

2.1 攔污柵斷面底部水流變化的敏感性分析

圖1 測點流速過程線圖

圖2 測點流速過程線圖

由此判斷，5m巖坎、16m出口距離對攔污柵底部流速的變化過程無明顯不利影響，而同樣巖坎、10m出口距離則對攔污柵底部流速產生了明顯影響，可以判斷5m巖坎、10m出口距離無法達到設計要求。

2.2 攔污柵斷面頂部水流變化的敏感性分析

圖3 測點流速過程線圖

3 結論

參考文獻

[1]黃智敏，張從聯，朱紅華，等.抽水蓄能電站側式進、出水口的體型研究[J].水電站設計，2007，（2）：22-24.

[2]高學平，宋慧芳，趙耀南.淹沒擴散出流不穩定現象研究[J].水力發電學報，2006，（4）：29-33.

[3]張從聯，朱紅華，鐘偉強，等.抽水蓄能電站進出水口水力學試驗研究[J].水力發電學報，2005，（2）：60-63.

作者簡介：劉嘉夫（1981-），男，廣東增城人，學位：給水排水工程/學士，水力學及河流動力學/工學碩士，職稱：講師，研究方向：水力計算、水處理工藝。