水口水電站水位治理工程研究的

1、水口水電站水位治理工程研究的論文模型概況根據(jù)工程的規(guī)模與試驗(yàn)的特點(diǎn)，確定模型比尺采用100L的正態(tài)模型，模型設(shè)計(jì)按重力相似準(zhǔn)那么設(shè)計(jì)。模型各項(xiàng)比尺要素為：流速比尺10，流量比尺100000Q，時(shí)間比尺10t，河床糙率比尺10n。通過驗(yàn)證試驗(yàn)對(duì)河道糙率進(jìn)展適當(dāng)調(diào)整，使得模型到達(dá)了阻力相似的要求。原方案上引航道通航水流條件試驗(yàn)觀測(cè)了153016900m3/s共6級(jí)流量下的上引航道的水流流速及流態(tài)情況，在小流量時(shí)水流條件較好，根本滿足平安通航的要求，但隨流量增大，水流條件變差，船舶通航平安難以保證。當(dāng)流量較小時(shí)Q=1530m3/s，壩前水位與工程未施行相比壅高較多，上引航道內(nèi)及口門區(qū)水流平穩(wěn)、流速小

2、，通航及停泊水流條件均較好。但由于靠船墩和調(diào)順段均無隔流建筑物，隨著上游來流量增大，越來越多的水流由引航道內(nèi)從停泊段和調(diào)順段流入河道，在引航道內(nèi)出現(xiàn)了較強(qiáng)的斜向流。在Q=2550m3/s時(shí)，調(diào)順段水流條件指標(biāo)已超出標(biāo)準(zhǔn)要求，隨流量的增大其水流條件進(jìn)一步變差。另外，航道內(nèi)有一局部水流透過靠船墩之間的空隙流出航道，流量較大時(shí)，在停泊段局部區(qū)域出現(xiàn)明顯漩渦水流，其范圍隨流量增大而增大，特別是左側(cè)停泊段，停泊條件很差。當(dāng)水口下泄流量Q7000m3/s時(shí)流速指標(biāo)也超出了標(biāo)準(zhǔn)要求。由試驗(yàn)結(jié)果看出，原布置方案中存在的主要問題是：調(diào)順段及停泊段的通航水流條件差。由于沒有隔流墻的阻擋，進(jìn)入航道的水流直接從調(diào)順段

3、斜向流出，在調(diào)順段產(chǎn)生了較大的縱橫流和回流，造成調(diào)順段通航水流條件惡劣，即使在較小流量下，其最大縱橫向流速仍然超出標(biāo)準(zhǔn)要求。另外相當(dāng)一局部水流從靠船墩的間隙中流出，在停泊段產(chǎn)生了較大的橫流，又由于靠船墩的擾流作用，使得左側(cè)靠船墩附近區(qū)域在稍大流量時(shí)，水流流態(tài)紊亂、停泊條件差。優(yōu)化方案上引航道試驗(yàn)研究1優(yōu)化方案上引航道布置原設(shè)計(jì)方案中上引航道通航的主要限制條件是調(diào)順段水流條件和停泊段的停泊條件，為此優(yōu)化方案在調(diào)順段增設(shè)隔流墻、在停泊段的靠船墩上懸掛隔流板，消除河道水流對(duì)引航道內(nèi)通航的影響。為了減小引航道口門區(qū)橫向流速，靠船墩間的隔流板底端距河底保存一定間隔 ，形成透水孔洞，根據(jù)理論分析計(jì)算，布設(shè)

4、了9個(gè)透水孔，為使引航道內(nèi)水流平穩(wěn)漸進(jìn)變化，沿水流方向透水孔高度逐漸降低圖2。2優(yōu)化方案的上引航道通航水流條件對(duì)通航建筑施行優(yōu)化后，河道的水流波動(dòng)與流速大小不再影響引航道內(nèi)的通航水流條件；隔流板底部設(shè)置透水孔后，既能減少通航建筑物對(duì)水流的頂托、降低口門區(qū)橫向流速7，同時(shí)流入引航道內(nèi)的水流由隔流板底部的透水孔流向河道，又能減少水流對(duì)外表流態(tài)的不利影響，可有效的改善引航道內(nèi)的停泊條件。通過模型試驗(yàn)看出，對(duì)引航道建筑物設(shè)計(jì)施行優(yōu)化后，上引航道內(nèi)及口門區(qū)的流速、流態(tài)在一樣流量下較原方案有了明顯改善。在流量較小時(shí)，上引航道內(nèi)及口門區(qū)水流平穩(wěn)，調(diào)順段根本為靜水。隨著流量的增大，調(diào)順段并未受較大影響，仍保持

5、了較好的通航水流條件。各級(jí)典型流量下，調(diào)順段水流條件均滿足通航要求。停泊段獨(dú)立靠船墩之間采取增加隔流板的工程措施后，航道內(nèi)的水流透過靠船墩間的底孔流入河道，相比原方案，通過停泊段流出引航道的水流大幅降低，引航道內(nèi)的縱橫流速也隨之減小。同時(shí)大大消除了靠船墩附近的不良流態(tài)，改善引航道的停泊條件，有效地提升通航建筑物的最大通航流量。由表1可以看出，優(yōu)化方案調(diào)順段水流條件能滿足通航要求，引航道內(nèi)的停泊段停泊條件亦得到改善，但水口電站下泄流量Q10000m3/s后，僅內(nèi)側(cè)岸側(cè)引航道的停泊條件滿足要求，而且口門區(qū)水流條件也較差。假設(shè)要保證通航建筑物在最大通航流量Q=16900m3/s時(shí)滿足平安通航要求，需

6、采取進(jìn)一步的工程優(yōu)化措施來改善停泊段及口門區(qū)的水流條件。優(yōu)化方案上引航道試驗(yàn)研究1優(yōu)化方案上游引航道布置為改善引航道內(nèi)的水流條件，優(yōu)化方案將隔流掛板從靠船墩前端向上游延長215m、透水孔設(shè)置位置亦上移同樣的間隔 ，透水孔的大小與變化規(guī)律同優(yōu)化方案，為降低大流量下口門區(qū)橫向流速的大小，延長段隔流掛板的頂高程降低3m，由17.00m降至14.00m，船閘上引航道其余布置同優(yōu)化方案圖3。2優(yōu)化方案上游引航道水流條件模型試驗(yàn)顯示，引航道隔流掛板向上游延伸后，引航道內(nèi)的靜水范圍亦向上游推移約200m，引航道內(nèi)水流流態(tài)更加平穩(wěn)，在來流量Q16900m3/s下，引航道內(nèi)的全部靠船泊位的水流條件均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求

7、。由于隔流建筑物延伸段高程由17.00m降低至14.00m，當(dāng)來流量Q10000m3/s后，局部來流量開始由隔流建筑物頂部溢出流入河道，即可增加引航道口門段流量，又可減弱通航建筑物對(duì)水流的頂托、阻擾作用，降低橫向流速，改善水流流態(tài)。同時(shí)進(jìn)入引航道內(nèi)的水流全部由延伸段隔流掛板的底部透水孔和板頂缺口溢出，停泊段內(nèi)除受上游段水流運(yùn)動(dòng)慣性影響存在回流外，水面根本靜止，水流條件滿足正常停泊要求，詳細(xì)數(shù)據(jù)見表2。結(jié)語1無閘溢流壩上游引航道水流條件較差，來流量對(duì)平安通航影響明顯，假設(shè)采用獨(dú)立靠船墩構(gòu)造，停泊條件難于滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；同時(shí)，在調(diào)順段外側(cè)河道側(cè)需要設(shè)置隔流建筑物將引航道與河流隔開，否那么調(diào)順段的水流

8、紊亂、流態(tài)差、縱橫流速大，當(dāng)上游來流量Q7000m3/s后其水流條件不符合平安通航要求。2通過調(diào)順段增設(shè)隔流墻和靠船墩上掛隔流板，可使引航道調(diào)順段與河道主流之間隔開，減少水流進(jìn)入引航道，降低其縱橫流速，改善停泊條件，有利于船舶平安停泊。設(shè)置于隔流掛板底部的透水孔，可以弱化通航建筑物對(duì)來流的阻礙作用，減小口門區(qū)橫流流速，增強(qiáng)船舶進(jìn)出閘的平安性，優(yōu)化方案施行后可抬高最大通航流量至Q=10000m3/s。筆者在靠船墩上掛隔流板的方法，不僅能有效地改善引航道的通航條件，而且造價(jià)低廉，施工簡(jiǎn)單高效，在同類工程具有廣泛的應(yīng)用前景。3延長上游引航道隔流板墻是改善無閘溢流壩上游引航道停泊水流條件的有效方法，通過延長隔流板，可使停泊段遠(yuǎn)離口門區(qū)，受來流慣性作用的水流也很難到達(dá)此處，明顯地改善了停泊水流條件。降低口門區(qū)段隔流板高度的方法，即可增加引航道口門段流量，又可減弱通航建筑物對(duì)