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高拱坝表孔宽尾墩—深孔窄缝挑坎联合消能试验研究

朱新元  
【摘要】:水头高、流量大、河谷窄是我国高拱坝工程的主要特点,因此泄洪消能问题显得特别突出,已成为工程枢纽布置的控制因素之一。为了有效减轻坝身下泄水流对水垫塘底板的动水冲击压强,须尽量分散下泄水舌。对于在峡谷地区修建的高拱坝,由于地形的限制,使水舌横向扩散变得异常困难。本文提出了表孔宽尾墩—深孔窄缝挑坎联合泄洪消能方式,并设计了三种宽尾墩和深孔窄缝挑坎体型进行了试验,并与表孔差动式挑坎,表、深孔水舌空中碰撞消能方式进行了比较,据此得出如下结论: 1 本文提出的表孔宽尾墩—深孔联合泄洪消能方式,由于水舌纵向拉开,有效地提高了消能效果,减轻了水垫塘底板的动水冲击压强。而且,表、深孔水舌在空中交错穿插,不发生空中碰撞,可充分利用有限的溢流宽度,并减少因水舌空中碰撞而导致的泄洪雾化的增强。 2 表孔加设宽尾墩后,水流会出现不同的流态。在较低的库水位下,宽尾墩对泄流能力没有影响;在较高的库水位下,水流因壅水而成为缓流,对表孔泄流能力产生影响,因此,表孔流量系数随水位呈现先增大后减小的变化。 3 在宽尾墩未影响表孔泄流能力的情况下,本文中收缩比小于0.5时,基本均可使表孔泄洪的水垫塘动水冲击压强有所减小。 4 深孔窄缝挑坎起挑水头主要受收缩比和挑角的影响,挑角越大或收缩 四川大学工学硕士学位论文 比越小,起挑水头越高。当窄缝挑坎底板以上水头小于起挑水头时,明流出 口段出现水跃。 5深孔窄缝挑坎由于运行水头高,从而容易形成典型的窄缝挑坎射流流 态。也正因为如此,本文中三种深孔窄缝挑坎体型下的水垫塘最大动水冲击 压强相差不大。相对而言,随着窄缝收缩比的减小,水垫塘冲击荷载略有减 小,但同时起挑水头增加。 6深孔窄缝挑坎的挑角不宜过大,否则将影响水舌纵向拉开效果,从而导 致水垫塘动水冲击压强相对增加。 关键词:消能宽尾墩窄缝挑坎动水冲击压强


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