布隆岩水电站溢洪洞体型优化与出口消力池消能研究

关于溢洪道消能防冲设计关键技术问题的研究发布时间：2022-09-28T07:34:08.329Z 来源：《科技新时代》2022年5期第3月作者：罗文[导读] 近年来，随着经济的飞速发展，推动了水利工程的长远发展与升级转型。

罗文水发规划设计有限公司，重庆 400000摘要：近年来，随着经济的飞速发展，推动了水利工程的长远发展与升级转型。

其中，在水利工程的建设投资逐渐增多，进一步推动了水利工程的可持续发展。

溢洪道常规为岸边式，紧临大坝坝肩布置，当水库需要泄洪时，洪水经溢洪道安全下泄至下游河道，保障了水库自身的安全。

在设计溢洪道消能防冲过程中，需要结合地形、地质及水库规模的实际情况，设计出相应的消能方式，对于大、中型工程，需通过水力学模型试验，验证设计参数，并通过模型试验，修正或更改设计参数，从而达到溢洪道消能防冲的设计效果。

而在当前溢洪道消能防冲设计中，模型试验在设计过程中逐渐成为关键手段，模型试验成果的好坏直接影响设计成果的合理性、有效性、经济性。

因此，在本文中以重庆市云阳县幸福水库工程为例，通过溢洪道的模型试验，优化设计方案，最终提高溢洪道设计的安全性、可靠性。

关键词：溢洪道消能防冲设计，关键技术问题，模型设计1.工程概况以及泄水建筑物的具体介绍重庆市云阳县幸福水库工程位于重庆市云阳县长江南岸泥溪河流域蔈草镇西阳村境内，是云阳县长江南岸关键性水资源配置工程，具有场镇供水、农业灌溉、农村人畜饮水等综合效益。

泄水建筑物为左岸岸坡式正槽溢洪道，轴线与大坝轴线斜交，总长446.20m(平面投影长度)，由进水渠、溢流堰控制段、泄槽段、消能防冲设施（消力池）、出水渠组成。

溢洪道进水渠长62.50m，进水渠底板高程419.00m，底宽由36.0m渐变至14.50m。

而溢流堰采用WES实用堰，2孔，溢流净宽12m，溢流堰堰顶高程422.50m，闸顶高程431.90m，控制段长18.00m；闸室每孔设弧形工作闸门，孔口尺寸为6.0m×6.5m(b×h)；交通桥位于闸墩下游，在闸墩尾部设7.0m宽的交通桥，桥面高程430.70m；在弧形闸门上游设检修工作桥，宽2.5m，桥面高程431.90m。

水库溢洪道改造项目消力池施工技术摘要：溢洪道是水库大坝重要的配套设施，对保证大坝安全意义重大。

而消力池是实现溢流消能的设施，特殊的工作条件使其易于受到磨蚀损坏，因此本文对水库溢洪道改造项目消力池施工技术进行了探讨。

关键词：水库溢洪道改造；消力池；施工技术溢洪道是设在水库大坝附近河岸的泄洪设施，也称为河岸溢洪道，用于排泄水库内多余的水量并控制水位，保证水库大坝的安全，而消力池是溢洪道的消能设施，建于溢洪道的下游段，作用是使下泄水流通过水跃实现消能，避免高速下泄水流对受纳河床及河岸产生强烈的冲刷、空蚀。

根据有无消力槛，消力池分为下降式、消力槛式和综合式三种类型。

下降式消力池不设消力槛，通过降低护坦高程加大尾水深度消能；消力槛式消力池在护坦末端设置消力槛；综合式消力池是下降式消力池和消力槛式消力池两者的综合，既降低护坦高程，又设置消力槛[1]。

因消力池特殊的工作条件，尤其是下泄水流中还可能携带一定泥沙，难免不会受到水流冲蚀、磨损、冲刷而破坏，破坏了就要修理，如果原设计存在不足，还要针对这些缺陷进行改造[2]。

因此，本文对水库溢洪道改造项目消力池施工技术进行了探讨。

1 消力池修复与改造技术分析1.1 消力池破坏消力池底板、侧墙、跌坎立面等部位受到水流冲击发生磨损、冲蚀、空蚀等作用，首先在局部薄弱处产生麻面，进而发展为冲坑，如混凝土表面严重磨蚀，可露出粗骨料，冲坑成片破坏，还有表面抗冲层与基础混凝土脱开、裂缝、底板变形等问题[3]。

对于磨蚀的修补，应根据破坏程度选择适宜的技术。

浅表层破坏可采用环氧砂浆修补，将破坏处凿除、凿毛，表面涂环氧基液，再以环氧砂浆修复。

如果破坏深度超过5cm，应凿除损坏的混凝土，割除锈蚀严重的钢筋，重新植入、焊接新的钢筋，再浇灌适宜级配的混凝土。

1.2 消力池消能效果不佳当消力池消能效果不能充分满足要求时，可采取辅助消能措施，包括设置消能墩、宽尾墩、T型墩、差动尾坎、综合消能等。

消能墩是在消力池中设置阻碍水流的墩台，例如以品字形分布3个墩台，由于墩台使水流受阻，强化水跃紊动扩散，故可增强消能效果。

2015年度水利部推荐国家科学技术奖补充公示文章属性•【制定机关】水利部•【公布日期】2014.12.22•【文号】•【施行日期】2014.12.22•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】失效•【主题分类】科技奖励正文2015年度水利部推荐国家科学技术奖补充公示根据《国家科学技术奖励工作办公室关于2015年度国家科学技术奖励推荐工作的通知》（国科奖字[2014]47号）精神和《水利部2015年度国家科学技术奖励推荐工作实施方案》，经申报和评选，2015年度水利部拟推荐“高水头大流量泄洪洞水力设计理论及应用”等5个项目申报国家科技进步奖和国家技术发明奖。

并于2014年12月16日起进行了公示。

在公示期间，由于“高水头大流量泄洪洞水力设计理论及应用”项目部分完成人员参加了其他项目的申报，该项目牵头完成单位申请变更相关申报信息，根据相关管理要求，现将变更后的“高水头大流量泄洪洞水力设计理论及应用”项目申报材料重新进行公示（详见附件）。

公示时间：2014年12月22日至2014年12月31日受理部门：水利部国际合作与科技司联系人：田庆奇朱寿峰联系电话：（010）63202386 63203616传真：（010）63202824通讯地址：北京市西城区白广路二条2号附件：“高水头大流量泄洪洞水力设计理论及应用”项目申报国家科学技术奖公示材料附件“高水头大流量泄洪洞水力设计理论及应用”项目申报国家科学技术奖公示材料一、项目名称：高水头大流量泄洪洞水力设计理论及应用二、推荐单位：水利部三、推荐奖种国家科技进步奖四、完成单位中国水利水电科学研究院、华能澜沧江水电有限公司、雅砻江流域水电开发有限公司、中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司、四川省紫坪铺开发有限责任公司、中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司、四川大学、中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司五、完成人员刘之平、肖白云、张东、马洪琪、孙双科、李洪、邹丽春、申满斌、邓军、周钟、吴一红、张宏伟、徐建荣、喻建清、邓良胜六、项目简介泄洪洞是水利水电工程常见的泄水建筑物，是枢纽工程的重要组成部分。

某水电站表孔溢洪道消力池段结构优化的试验研究
徐莉平;葛旭峰;李琳
【期刊名称】《地下水》
【年(卷),期】2022(44)5
【摘要】通过对新疆某水电站表孔溢洪道的模型试验研究,发现在原设计消力池通过设计流量(30 a一遇洪水)1 856.2 m^(3)/s时,消力池内水流波动剧烈,表现在池长和边墙高度均不能满足泄洪要求。

因此文章通过对多种修改方案的试验研究,提出了在消力池内设置趾墩—消力墩—尾坎的方案四为最优修改方案。

试验结果表明:方案四有效的改善了池内水流流态,同时缩短了池长、降低了池深,节省了工程造价,解决了下游冲刷问题,试验成果对于同类工程设计具有借鉴意义。

【总页数】3页(P261-263)
【作者】徐莉平;葛旭峰;李琳
【作者单位】陕西省水利电力勘测设计研究院;新疆农业大学水利与土木工程学院【正文语种】中文
【中图分类】TV653.1;TV651.1
【相关文献】
1.小石峡水电站溢洪道消力池结构优化的三维数值模拟
2.安康水电站表孔消力池结构缝手刮聚脲施工
3.安康水电站表孔消力池病害处治
4.表孔泄洪闸消力池辅助消能工试验研究
5.景洪水电站溢流表孔与消力池缺陷修复
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水电站建筑物防止和减免空蚀的措施研究摘要：我国是世界上大坝数量最多的国家。

在水电站建筑物破坏中，泄水建筑物的损坏尤为普遍。

泄水建筑物不仅要承受上游来水的冲刷，还要抵抗下游来水的冲击，特别是高速水流的冲刷。

本文着重论述如何预防和减免水电站建筑物的空蚀。

关键词：水工建筑物；空蚀0引言空蚀破坏是泄水建筑物中常见的一种损伤现象。

据国内外有关资料显示，在12-15m/s的水流流速条件下，在闸门槽、泄洪建筑物的进水口、消力墩等部位，若与固体颗粒接触，极易发生绕流形成空穴，导致混凝土的空蚀破坏。

当流速大于18m/s时，即使是一般强度的混凝土乃至钢筋材料，也会受到空蚀破坏。

泄水建筑物中的空蚀破坏会对其过流表面产生破坏，从而影响建筑物的性能，使其泄流能力下降，严重威胁建筑物结构的安全运行。

1水工泄水建筑物的空蚀破坏国内外众多的工程实践表明，在高水头泄水建筑物的一些部位，由于设计不当或施工不当，往往会出现材料腐蚀。

在混凝土或金属等材料的表面，轻则会产生一些斑点凹陷，重则会产生蜂窝状甚至大洞，这就是所谓的空蚀现象。

泄水建筑物的空蚀损坏由多种因素造成，目前公认的成因主要有以下几种：①泄水建筑物外形设计不合理；②建设中的不平整度过大；③使用管理方法不合理；④以上各种因素的共同影响形成了空化水流，并导致空蚀损坏。

研究表明，空蚀是水体中空泡溃灭时产生的冲击力与物质材料对空蚀的抵抗作用强的综合结果。

空蚀的程度取决于水流的空蚀能力和物质材料的抗空蚀强度。

[1]。

2空蚀破坏的产生条件由初生空穴数和水流空穴数两个量来表示高速水流在建筑物中的某个位置上出现空穴现象时的空穴数。

式中为端面时均动水压力；为大气压力；为相应水温下的蒸汽压力；为水密度；为端面平均流速；为重力加速度。

当＜时、水流出现空穴现象。

有时候，因为在固体边界没有出现空穴溃灭，或者固体边界物质材料的抗空蚀能力不够强，所以尽管出现空穴，但并不必然出现空蚀损坏。

可见，出现空蚀的充分条件为：有高速的水流和出现空穴；空穴溃灭所引起的冲击载荷会对泄水建筑物侧墙产生作用，并超出边壁物质材料颗粒之间的内聚力。

内高水头大流量泄洪洞消能工的研究现状及展望20o9年6月中南水力发电第2期高水头大流量泄洪洞内消能工的研究现状及展望于磊孟涛(中南勘测设计研究院,湖南长沙410014)摘要由于高坝建设的需要,传统常规的消能方式不足以满足泄洪消能的要求,为此内消能工的研究发展越来越受到国内外的重视.本文简述了泄洪洞内消能工的主要型式,主要特点,作用以及实际工程应用等,并分析了目前研究中尚存在的一些问题,展望了未来的发展趋势.关键词内消能工泄洪洞水电T程综述1前言高坝泄水建筑物下泄的水流.在上下游落差的作用下,具有很高的流速.加上泄水前缘总比原河床宽度为小,使得泄流相对集中,单宽流量很大,因而下泄水流具有很大的能量.如一座百米高坝,泄水流量Q为10000m3/s,落差H为80m时,其泄洪功率将达到N=785x10kW如此巨大的水流能量如不采取消能措施,在与下游水流衔接过程中.便会冲刷河床,河岸,还会造成下游极恶劣的水流流态,如回流,波浪和折冲水流等,影响建筑物的正常运行,甚至危及大坝的安全.据统计,泄水建筑物的费用一般占大坝整体费用的40%～60%,而消能防冲设施的费用在泄水建筑物中占40%～50%.另据103座大中型泄水建筑物的调查统计,造成破坏的有67座,占总数的65%;其中冲刷与淘刷破坏为38座,占56.7%;空蚀和磨蚀破坏各占32.8%与10.15%t.因此,泄水建筑物下游的消能防冲问题,无论从技术上还是从经济上来讲,都是非常重要的,必须结合具体条件对水流的衔接方式,能量的消散以及对建筑物的影响等进行妥善的研究和处理.目前国内外采用的常规消能方式主要为底流,面(戽)流,挑流三种.底流水跃消能在高水头及大单宽流量条件下.工程量较大,投资较多,工期较长.当人池流速达到40zrds左右时.引起的紊动,冲刷,空蚀和磨损等问题导致消力池发生破坏的事例也常有报道].面流消除的能量较小,面流流速大,造成长距离内的岸坡冲刷.因此,需要采用其它辅助消能工联合运用.才能起到更好的消能效果.挑流消能的下游局部冲刷问题常很严重,尤其是峡谷河道高陡岸坡的稳定问题及挑流雾化问题.需充分重视并采用有效措施加以保护.由于高坝建设的需要,传统常规的消能方式不足以满足泄洪消能的要求,一些新的泄洪消能方式得到了较多的研究与应用,如导流隧洞改建为永久利用泄洪洞,在泄水建筑物的内部即消减水流的大部分能量,使通过泄水建筑物出口的剩余能量大为减小.甚至达到泄洪建筑物出口可以不作或少作二期工程的程度.就能方便地满足下游水流衔接的要求,使这种利用导流隧洞的方式更具生命力2泄洪洞洞内消能工我国已建和在建的大型高坝水电站,大多位于高山峡谷地区,地质,地形条件复杂,加之水头高,下泄量大.使枢纽泄洪消能布置面临种种挑战,而将导流洞改建为永久泄洪洞,无疑是解决问题的有效途径之一泄洪洞洞内消能工的主要作用就是改善泄洪洞内的水流流态,降低洞内流速,避免发生空蚀和减轻出口冲刷及雾化程度14].30中南水力发电第2期从水力学特点看内消能工可分为:①突缩突扩式消能工;②旋流式消能工;③井内对冲水垫塘式消能工;④混合交互式内消能工.2.1突缩突扩式消能工突缩突扩式消能工主要包括孔板式和洞塞式两种型式.其特点是主要依靠水流局部突缩突扩的阻力损失消能,消能区域基本在水流内部.型式简单,便于防护.2.1.1孑乙板消能孔板消能的原理是在原导流洞内前端适当位置,设置几道内径小于洞径的钢筋混凝土环形板.当高速水流流经每级孔板时,水流发生突然收缩和扩散,从而在板后的洞腔内形成强烈的紊流混掺.水流内部发生摩擦,剪切和碰撞,将其能量转化为热能,消耗大量的动能和势能,从而达到了降低洞内流速和压力的目的目前国内正式采用孔板消能的大型工程为黄河干流上的小浪底枢纽3条导流洞所改成的孔板式泄洪洞_6'7],即采用3级孑L板消能工,洞内水流利用孑L板收缩扩散,再收缩再扩散而逐级消能.通过研究试验证实.控制孔板孔径与洞径适宜的比值和孔板与孔板问的适宜间距,既可降低流速又能防止空蚀.消能效果较好.2.1.2洞塞消能洞塞消能工的特点归纳起来主要有以下几点: (1)洞塞体型十分简单,竖井段尺寸小,流态简单,进口闸门也是简单的常规闸门,泄洪洞整体技术经济性能优越:(2)洞塞泄洪洞的过流能力,消能效果及压力特性取决于各级洞塞(含隧洞出口收缩断面)的体型尺寸及其比例关系.体型确定后,其过流消能正比于总水头的平方根.进水口工作门不起控制流量的作用;(3)洞塞式的有压流运行方式不存在竖井掺气,平洞段排气,洞尾明流转变为有压流和出口间断性排放气囊,设置的平通管有助于将空气排向下游; (4)闸门开启前竖井内有较大的水垫深度,竖井底部,上弯段外侧水流冲击部位及各级洞塞时均压力变化平稳.脉动压力不大:(5)泄洪洞内流速较低,且具有较大正压,水流空化数很大,不存在空化与冲刷问题,导流洞设计施工对平整度和防冲问题可不作很高要求,工程造价节省.水流在洞塞内流动情景见图l.洞塞方案应满足以下三个基本条件:首先,洞塞进口过水断面突缩将图I洞塞消能示意图导致洞塞内流线分离,前端动水压力大幅度降低,因此泄洪洞内的压力必须足够大以保证洞塞内有足够的正压,避免空化现象;其次,洞塞泄洪洞在各种工况情况下不应出现明满流转换,一直保持满流状态的流态最为稳定,泄洪洞布置高程应尽可能低,出口顶部与下游水面以下有足够淹没深度;最后.各级洞塞的尺寸及相互比例的协调是关键,除了根据泄流量设计各级洞塞的尺寸,还应根据整个系统的水力学计算以保证各级洞塞内适当的正压l8I.加拿大的麦加堆石坝(高245m)左岸泄洪洞是利用导流隧洞改建而成(如图2所示),最大水头175m.洞径13.8m.为了降低流速,采用了2个混凝土堵塞段,上游堵塞段长49m,装3根钢管,成倒品字排列;下游堵塞段长37m,间隔104m,装3根并列钢管,使水流在扩散消能室内进行消能,可使水流从52m/s降至35m/s,消能达50%以上.该洞在投入运行后经多次检查.在扩散消能室未发现空蚀破坏.2.2旋流式消能工旋流消能种类很多,有单旋和双旋消能方式,由于双旋消能结构复杂.因此在工程上多采用单旋消能工我国目前主要对竖井旋流进行了研究.旋流竖井式泄洪洞具有体型简单,布置灵活,消能效率高等特点.旋流竖井消能工的工作原理是库区水流进入竖井井口涡室,形成环状旋转水流进人竖井.井内自由旋涡水流在边壁的摩阻力,水流内剪力及阻力作用下,消散大量能量.旋涡水流进人水平明流段后,继续旋流消能,但在实际工程中仅仅靠旋流消能还是不够充分的.因此在泄洪洞出口断面设置竖向压板.通过控制出口断面的水流流速可改变泄洪洞洞内流态.当竖向压板孑L口高度取值合理时, 泄洪洞洞内可形成前后连通的有压空腔,使洞内流态基本不受下游水位的影响.至于洞口排气问题,也可通过多孔平板技术予以有效解决.在泄洪洞出口的水平明流段范围内通过设置多孔平板可有效控制出El处的水浪高度,使泄洪洞出15及其下游区域内的水流流态保持平稳.前苏联的研究成果表明:竖井旋流消能工具有良好的水力特性和消能效果,消能率通常可达85%,是将导流洞改建为泄洪洞的较佳的消能方式.第2期于磊孟涛高水头大流量泄洪洞内消能工的研究现状及展望3l 8—8c—CE—EF—F图2麦加坝高水头泄洪洞扩散式消能室小湾水电站是澜沧江中下游梯级开发的巨型水电站.针对小湾水电站高水头,大流量的特点,通过大量的研究,将旋流竖井式泄洪洞技术应用于小湾水电站导流洞改建丁程,并提出了适合小湾工程特点的体形布置形式,解决了下游高水位淹没泄洪洞出口的技术难题.研究表明,这种旋流竖井式泄洪洞的消能率可达到90%左右,涡室与竖井的水流流态比较平顺.压力分布合理,导流洞内水流速度低于20m/s,不失为高水口,大流量条件下改建为泄洪洞的有效方法之一.中国水利科学研究院水力学所于1994年首次结合四川沙牌水电站导流洞改建工程,提出由常规压力短进水口,引水洞与涡室连接的旋流竖井式泄洪洞结构型式,并被工程设计采用,该工程洞内消能率达80%.2000年该所和成勘院又对溪洛渡导流洞改建为旋流竖井式泄洪洞进行了深入的试验研究,解决了关键技术问题,创新性地优化了涡室与引水洞.竖井与泄洪洞连接体型和结构尺寸,提高了泄洪消能率,有效地阻止结构的空蚀,振动.旋流消能T是解决高坝水力设计中高水头,大流量条件下泄水建筑物的安全和充分消能问题的有效途径.但是采用旋流消能工也带来一些新的技术问题:(1)对高水头,大流量的大型水利枢纽工程,通常泄洪洞的泄量大,流速高,洞内流速可能超过50m/s,而一般导流洞的衬砌条件允许流速仅为20m/s.因而存在增大泄量同时又提高消能率的问题;(2)由于旋转水流的高速旋转运动,切向流速增大,可能会因壁面的施工缝隙,错台等引起空蚀,这对结构设计采用防护措施带来一定的困难;(3)旋流消能工的消能原理就是利用旋转水流的高度紊动来达到消耗水流能量的目的,但水流的高度紊动可能会对结构振动带来不利影响.目前旋流消能工的研究方法有两种:试验法和数值模拟法,从国内外研究的进展来看,大多数研究还处于试验阶段.试验也多为常压试验,通过试验对旋流消能工的流态,压力,流速,泄流能力,消能率等方面进行研究分析,以探讨其消能机理,但尚处于开拓探索阶段.仍然有待于进一步开展研究工作.用数值模拟法研究旋流式消能工的报道和国内外关于运用减压试验对旋流消能工的空化空蚀特性研究的报道都比较少,这主要是由旋转水流复杂性所决定的. 32中南水力发电第2期前苏联的A..Ⅱ.祖伊科夫和A.切帕伊金对涡旋式无压泄水道的水力计算的解析进行了推导,B.B.沃尔尚尼等对旋转竖井溢洪道的水力计算的解析进行了推导,两者的理论基础都是守恒定理(质量,能量,动量).通过计算对泄水道的水力特征和流态进行预测,但这项工作还不够深人,有待于进一步研究.2.3并内对冲式消能工井内对冲式消能工和外对冲式消能原理相同.一般均配有水垫塘,保护井底结构,并进一步消能.印度尼西亚的查蒂努赫工程即属于此类内消能工. 查蒂努赫工程位于印度尼西亚芝塔龙河上.大坝为粘土斜墙堆石坝,坝高112m,坝长1200m.由于坝址基础条件差,不适宜隧洞开挖.决定在大坝上游面附近河滩上建造一个大直径圆形混凝土进水塔.将所有建筑物均布置在塔内.大圆塔为直径90m的薄壁塔式泄水建筑物,高108m,塔内设灌溉引水底孔,表面溢洪道和6x3.1万kW的水电站厂房.塔上部沿圆周布置总长152m的溢洪道,水舌厚4.6m,可将洪峰从8O00m3/s消减到3O00m3/s.水流经过塔顶溢流跌落到水垫塘,与引水底孔射流水舌冲撞消能,经过水垫塘的漩滚再次消能后,流速可降至20m/s左右.然后和电站尾水一同进入坝基内2条10.2mxI1.Om马蹄形尾水涵洞人出口消力池].2.4混合交互式消能工混合交互式消能工是上述几种内消能工的组合型式.例如:井内对冲水垫塘消能后转入旋流消能.再~n;fk板与外螺旋组合,使孔板后的轴向水流被外层环向旋流包裹等.这类组合式消能工研究有广阔的空间,但尚未达到较为成熟的阶段.3研究尚存在的问题上述的几种内消能工在泄洪洞内部均有较高的消能率,致使泄洪洞出口断面处的剩余能量大大减少,大大降低了出El消能的负担,降低了水力设计的困难,但由于洞内消能工是新型结构,国内外尚缺少实践经验,今后需结合实际工程进一步进行理论和试验研究,并开展原型观测.对于低尾水位,采用旋流式消能工比较有利,易防空蚀,消能率可高达85%以上.对高尾水位并限制闸门在低库水位运行时,采用孑L板(洞塞)可能是有利的,但需设多道孔板f或洞塞),才能达到理想的消能率.对内消能的消能过程和相应机理还需进一步深入研究,对内消能工水流脉动能量的产生,输移,耗损以及超高速水流对泄水建筑物局部范围的影响和作何处理等,必须作进一步试验研究和理论上的探讨.高速水流研究中测试仪器和手段也有待改进.深孔泄水时,水流或多或少带有泥沙,有文献对孔板消能情况下含沙量的影响进行了讨论:水流含沙量越大,消能效果越好;同时浑水使动水压力增强.但水流的含沙量对涡流及洞壁的影响有待进一步研究,在达到消能的情况下,如何尽可能地增大泄量,也有不少工作要做.4展望'随着我国高水头水电工程建设的发展,大量高速水流消能防冲的科学试验研究成果被用于工程实践.从而使过去的单一消能工模式向多种消能工联合消能模式发展.在各单一消能工研究基础上,可进一步探索综合各类内消能工的优点,布置成混合形式,有文献对此作了有益的尝试,利用竖井涡流流态稳定,可表层取水等优点,将水流能量先由竖井涡流消减一部分,在水平段再设置孑L板消能.柴恭纯等的研究使旋转水流进入突缩突扩式消能工内.利用旋转水流产生的水垫层避免了边壁空蚀发生.5结语本文对高水头大流量泄洪洞内消能工的研究现状及发展进行了综述.21世纪前20年,我国将有大批高坝兴建在西南高山峡谷区,河道狭窄,水头高,泄量大.因此,对内消能工进行研究和推广应用将会对我国水电建设事业起到积极作用.参考文献[1】袁银忠主编.水工建筑物专题[MJ.北京:中国水利水电出版社.1997.[2]Loeher,F.A.andHsu,S.T.,EnergyDissipationatHiDams.EditedbyNovak,D.,DevelopmentsinHydraulic Engineering,1984.[3】陈椿庭主编.高坝大流量泄水建筑物【M】.水利电力出版社.1988(2):24-32.【4]程琳,许新庆,葛庆胜,赵万里.我国水电站泄洪消能措施现状与展望[J】.黄河水利职业技术学院,2004,16(4):1-3. 【5]向桐,才君眉.水工隧洞内消能工的研究与实践【J].水利水电技术.1999.30(12):69—71.【6]李燕红,闫国保.浅谈新型消能工孔板消能设计[J1.山西水利.1997(3):27.【7]吴建华,柴恭纯,向桐.小浪底孔板洞水力特性及其优化的研究[J1.水利,1995(增刊):101—109.【8]刘善均,杨永全,许唯临,王韦.洞塞泄洪洞的水力特性研J】.水利,2002,7(7):42—47.收稿日期:2009～05—18。

大石牛水电站导流泄洪洞出口消能段体型优化赵晓燕（东港市财政投资审核中心，辽宁东港118300）［摘要］大石牛水电站的导流泄洪洞扮演着导流度汛的双重作用。

因此，合理设计对保证水库的正常建设和运行安全具有重要作用。

文章通过模型试验的方法对导流泄洪洞出口消能段体型进行优化研究，最终确定优化方案二为推荐设计方案。

［关键词］大石牛水电站；导流泄洪洞；体型优化［中图分类号］TV7［文献标识码］B［文章编号］1002—0624（2019）03—0012—031工程背景大石牛电站位于辽宁省丹东凤城市境内的爱河支流草河上，是一座以发电为主，兼具旅游和水产养殖等功能的综合性水利工程[1]。

水电站为浆砌石拱坝，最大坝高66m，总库容2430万m3，装有3台8MW水力发电机组，总装机容量24MW，工程于2014年建成投入使用，对缓解当地的电力短缺，促进区域经济发展起到了重要作用。

大石牛电站的导流泄洪洞位于大坝左岸的岩体内，在工程修建期间主要承担施工导流功能，在水电站建成投运后还承担泄洪、冲沙和放空任务，属于一条多功能永久性隧洞设施，因此设计和修建标准较高。

从结构设计来看，导流洞主要由进口段、闸井段、洞身段、出口泄槽及陡坡扩散段和出口消能段构成，施工期最大导流流量为183.16m3/s，水库运行期间的设计洪水流量为260.93m3/s，校核洪水流量为267.74m3/s。

2模型设计和制作2.1泄洪洞设计方案大石牛水电站导流泄洪洞的进口段为梯形断面，长111.124m，底板高程142.5m，底宽7.5m；闸井段为三面收缩的进口形式，底板高程142.5m，顶面高程147.9m，长14m，两侧和顶部均为1/4椭圆曲线；洞身段为有压隧洞设计，长237.100m，洞身截面半径为2.5m；出口泄槽段截面为矩形，宽5.5m，高5.5m，扩散段的宽度由5.0m逐步增加到12.5m，底板高程由141.9m逐渐降低到139.9m，通过抛物线与消力池连接；出口段消力池宽12.5m，长55.5m，深4.3m，设计为带支撑杆的U型结构，水流在出池后进入退水段。