韩守都,刘韩生,吴宝琴

(1.新疆水利水电勘测设计研究院,新疆 乌鲁木齐 830000;2.水利部西北水利科学研究所,陕西 杨凌 712100)

布仑口水库拦河坝为浇筑式沥青混凝土心墙坝,最大坝高 35m,共有两个泄水建筑物,左岸布置一岸边溢洪道,右岸设有一导流兼泄洪冲沙洞,都采用底流消能。设计泄洪流量 201.4m3/s,施工导流设计流量153m3/s。导流兼泄洪冲沙洞的消力池体型见图1,其上游接有压洞,下游接退水渠,将水流导入河床。

该工程整体水力学模型试验(模型比尺1∶40)的结果表明,导流兼泄洪冲沙洞消力池中会形成远驱水跃,不能满足工程要求。设计工况的流态见图2。

图1 消力池尾坎位置体型(单位:高程m,其余cm)

图2 尾坎未上移时设计工况形成的远驱水跃

远驱水跃是常见的水力学现象[1-8],常用的处理措施较多,主要有:①消力墩。设置消力池消力墩可以提高消能率,稳定消力池流态,一般用在弗劳德数较小、流速较低的情况,不适合本工程情况。②降低底板高程。这是一种有效的措施,缺点是增加工程量。③提高消力池前的扩散程度。这实际上是减小第一共轭水深,加宽消力池宽度,降低单宽流量。这种解决问题的措施仍以增加工程量为代价。④加高尾坎。这实际上是通过提高第二共轭水深来解决问题,副作用是加剧了消力池的尾水跌落程度,对退水渠流态不利。以上措施皆有不同程度的副作用,有必要寻求新方法。试验表明,通过控制尾坎位置能够消除远驱水跃[9],但这种措施目前研究的较少。……