低水頭水電站樞紐攔河閘消力池優(yōu)化設(shè)計

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摘要：通過幾個較典型的低水頭河床式水電站樞紐工程的水力學(xué)試驗研究，對攔河閘閘下采用局部
消力池的優(yōu)化設(shè)計方案進(jìn)行研究，分析了該方案的水流特點.。.結(jié)和工程實際運行情況，評價采用優(yōu)
化方案的適應(yīng)范圍。

關(guān)鍵詞：泄洪閘消力池優(yōu)化方案

1 前言

低水頭河床式逕流水電站樞紐工程，一般由電站、泄洪閘、船閘等主要建筑物組成。是集防
洪、發(fā)電、航運綜合效益的水利工程。樞紐工程的布置受到水文氣象、河道河勢、地質(zhì)條件、綜
合利用、施工安排、材供應(yīng)等因素影響。為避免樞紐各建設(shè)物運行時水流的互相干，將泄洪閘布
置在河道中部主河槽上，避免泄洪水流単側(cè)集中泄洪，在下游形成回流。水電站和船閘布置在泄
洪閘左右兩側(cè)，減小發(fā)電尾水對通的影響。至于船閘和電站左右位置的確定，是根椐工程河道水
流條件、施工條件等因素決定。對于大中型水利樞紐工程布置經(jīng)水工模型試驗決定。
2 泄洪閘的消能方試

在低水頭水電站樞紐中，泄洪閘屬主要建筑之一。它起到蓄水發(fā)電和渲泄洪水作用。低水頭
樞紐工程水流有上下游水位差，泄洪單寬流量較大特點。泄洪閘下游采用消能主要方有底流和面
流兩種消能形。底流消能主要采用消力池和消力池中增設(shè)輔助消能工方消能。對于軟基和地質(zhì)條
件較差河床，下游水位變化幅度較大時，采用消力池底流消能形式。水流在池中充分消能后，與
下游水流平穩(wěn)衘接。當(dāng)泄洪閘下游河床地質(zhì)條件較好，河道兩岸岸坡穩(wěn)定，下游水位變化幅度較
小，可采用面流消能形式，節(jié)省工程投資。近年來，廣東省在河道上修建低水頭水電站樞紐泄洪
閘下游多采用底流消能形式。
3 消力池優(yōu)化方案提出

在本省興建的孟洲壩水電站、西陽水電站、都平水電站均屬低水頭河床式逕流水電站樞紐。
在設(shè)計和施工中，當(dāng)泄洪閘下游河床地質(zhì)條件較好，提出對泄洪閘下游消力池進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。將
原設(shè)計消力池寬度減少一半，閘下采用局部消力池，以達(dá)到縮短施工期，節(jié)省工程費用。
4 消力池優(yōu)化方案水流特點

采用消力池優(yōu)化設(shè)計方案，泄洪閘水流特點主要為三個方面：

（1）渲泄大洪水時，過閘的水流有短時間急流向緩流過度。當(dāng)泄洪閘全開時，上下游水位差
較小，對河床的沖刷能力較弱，工程河道的水流與原河道水流流態(tài)無較大改變。
（2）渲泄中小流量，閘上為正常蓄水位，當(dāng)電站和船閘同時運行時，泄洪閘下泄的最大流量
是河道水流條件最為不利的情況。表現(xiàn)在：
①洪水集中在左或右側(cè)下泄，加大了泄洪閘泄洪的負(fù)擔(dān)；水流較集中，單寬流量加大，從而
使閘下的消力池的長度、深度加大，通常在消力池中增加輔助消能工，才能滿足消能防沖的設(shè)計
要求。
②從左或右側(cè)泄洪閘下泄的水流，水流在閘孔關(guān)閉處的上下游河床中形成回流，對船閘（電
站）的運行有影響，隨著泄洪流量的減小，右和回流流速減小，對船閘（電站）運行影響較小。
（3）渲泄小洪水時，閘上為正常蓄水位，泄洪閘全部關(guān)閉，用發(fā)電控泄，由于流量較小，工
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