消力池體型設(shè)計(jì)是底流消能建筑物設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題之一。在常規(guī)的二元底流消力池設(shè)計(jì)中,為確保底流消力池內(nèi)水流流態(tài)的穩(wěn)定性,兩側(cè)邊墻大多采用直立墻布置方式。官地水電站大壩下游消能區(qū)范圍內(nèi)兩岸岸坡地形坡度較緩,且在采用表孔寬尾墩等消能布置后,水流的三元特性已十分明顯。為結(jié)合消力池兩岸邊坡的自然坡度,用貼坡式斜邊墻代替衡重式直邊墻,開(kāi)展了消力池邊墻體型水工模型試驗(yàn)對(duì)比研究,首次提出了跌坎型底流消力池斜邊墻設(shè)計(jì)技術(shù)。試驗(yàn)成果表明:消力池邊墻采用對(duì)稱斜坡布置后,由于消力池體積增大,出池寬度增大,使消能更為充分,出池水流與下游河道的銜接也更為平穩(wěn)。在主流區(qū)兩側(cè)雖有回流出現(xiàn),但回流強(qiáng)度不大,且在如下兩個(gè)方面有利于水流流態(tài)的穩(wěn)定:①兩側(cè)回流的出現(xiàn)有助于避免"主流貼近兩側(cè)"流態(tài)的出現(xiàn),具有穩(wěn)定水流流態(tài)的作用;②兩側(cè)回流的存在,可以增加反弧末端跌坎坎頂斷面的水深,進(jìn)而提高高速入池水流的淹沒(méi)深度,有利于提高整個(gè)消力池的消能效率。

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【部分圖文】：

圖3直邊墻方案校核洪水工況下消力池臨底流速分布

官地水電站處于高山峽谷河段,屬于典型的高壩大流量泄洪底流消能形式。消力池底高程1188.00m,池底寬95.0m,設(shè)計(jì)洪水流量14000m3/s工況時(shí),溢流壩下泄單寬流量122.7m3/(s·m),消力池底板上最大水頭超過(guò)140m,樞紐單寬泄洪功率127.1MW/....

圖1消力池直邊墻方案典型剖面(單位:m)

官地水電站大壩下游消能區(qū)范圍內(nèi)兩岸岸坡地形具有明顯的“左陡右緩”特點(diǎn),尤其是右岸岸坡的坡度較緩。如果消力池邊墻采用常規(guī)的直立式(見(jiàn)圖1),其邊墻體型為衡重式,體型斷面較大;而若能采用斜邊墻布置形式(見(jiàn)圖2),其邊墻體型可采用貼坡式,大大減小體型斷面。經(jīng)估算,貼坡式斜邊墻較衡重式直....

圖2消力池斜邊墻方案典型剖面(單位:m)

圖3為直邊墻方案在校核洪水工況下的消力池臨底流速分布圖。試驗(yàn)結(jié)果表明:消力池最大臨底流速為17.8m/s,可有效控制消力池臨底流速的量值,且臨底流速的縱向分布沿程衰減規(guī)律比較明顯。在大中洪水工況下,消力池內(nèi)的水流流態(tài)良好。從主流分布看,大體上有如下3種類型:①主流偏向左右兩側(cè)....

圖5斜邊墻方案校核洪水工況下消力池臨底流速分布

圖4為直邊墻方案在校核洪水工況下,消力池底板的沿程壓強(qiáng)分布圖。試驗(yàn)結(jié)果表明:①在各種泄洪運(yùn)行工況下,時(shí)均壓強(qiáng)沿程分布均比較平順,時(shí)均壓強(qiáng)在223.49～356.00kPa之間,壓強(qiáng)梯度較小;②消力池底板大部分測(cè)點(diǎn)的脈動(dòng)壓強(qiáng)均方根值都在40kPa以下,最大值出現(xiàn)在跌坎下游局....

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