张 岩

（新疆水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000）

1 工程概况

库什塔依水电站工程为二等大 （2）型工程，由拦河坝、溢洪洞、导流兼泄洪洞、发电引水洞、厂房等建筑物组成。导流兼泄洪洞布置于右岸，由引渠段、进口闸井段 （桩号0-018.00～0+000.00）、洞身段 （桩号0+000.00～0+263.60）、 出口闸井段 （桩号0+263.60～0+283.60）、 消力池段 （桩号 0+283.60～0+395.22）、 出口明渠段 （桩号0+395.22～0+483.72）及护坡段组成。进水口为岸塔式，采用有压泄流方式，出口消力池消能。校核水位弧门全开时，水工模型试验结果显示可下泄601 m3/s。

2 消力池设计

消力池位于导流兼泄洪洞出口，用来消除导流兼泄洪洞出口水流的能量。水流经出口工作闸井后，由渥奇扩散渐变段进入消力池。在水工模型试验前，采用经验公式初步给出消力池结构尺寸，计算公式如下：

式中，d为池深；σ为水跃淹没度，取1.05；h2为池中发生临界水跃时的跃后水深；h1为收缩断面水深；ht为消力池出口下游水深；ΔZ为消力池尾部出口水面跌落；Q为流量；φ为消力池出口段流速系数，取0.95；Lk为消力池长度；L为自由水跃的长度；b1、b2为跃前跃后断面宽度；Fr1为收缩断面弗劳德数；V为收缩断面流速。

根据经验公式计算，初拟消力池结构尺寸为：70 m×8 m×12 m （长×深×宽）。 对初拟的消力池结构尺寸通过水工模型试验进行验证优化，并增设辅助消能工和掺气槽。最终得到消力池结构尺寸为：桩号0+283.600～0+303.600为渥奇段，并在桩号0+283.600处设掺气槽；桩号0+303.600～0+330.22为斜直线段，渥奇直线渐变段底部宽度由4.0 m渐扩为12 m；桩号0+330.22～0+395.22为消力池水平段，矩形断面，长65.0 m，池深10.0 m，宽12.0 m。底板相对高程00.00 m，消力池边墙考虑超高后，边墙顶相对高程为22.50 m，消力池内布置3排消力墩作为辅助消能工。……