T形墩消力池消能率的计算及优化设计试验
2012-09-06刘焕芳刘文华
陆 杨,刘焕芳,金 瑾,刘文华,李 强
(石河子大学水利建筑工程学院,新疆 石河子 832003)
1 工程概况
肯斯瓦特水利枢纽工程位于新疆玛纳斯河中游的肯斯瓦特河段,距新疆石河子市约70 km,具有防洪、灌溉及发电等综合利用功能。工程由拦河坝、右岸溢洪道、泄洪洞、发电引水系统组成,水库正常蓄水位为 990 m,最大坝高为 129.77 m,总库容为1.88亿m3,控制灌溉面积为21万 hm2,电站装机容量为100 MW,设计年发电量为2.723亿kW·h,属大(2)型Ⅱ等工程[1]。本工程溢洪道位于右岸坝肩处,开敞式布置,由进口段、控制段、泄槽段、消能段、尾水渠组成,采用钢筋混凝土或混凝土修建。溢洪道的消能防冲标准为50年一遇(设计保证率P=2%),相应特征流量为532 m3/s;工程按500年一遇洪水(P=0.2%)进行设计,相应特征流量为1882m3/s;按5000年一遇洪水(P=0.02%)校核,相应特征流量为2096 m3/s。溢洪道的消能段采用底流消能的消力池方案,其中消力池池深5.0 m,全长80.0 m,宽度从18 m扩散至32 m,扩散角为4.3°,实际工程中未采用T形消力墩。
2 试验概况
2.1 模型设计
模型按重力相似准则设计,根据试验任务及工程性质,结合试验设备、场地及精度,采用长度比尺λL=50的正态模型,模型长度取溢洪道150 m,溢洪道下游至出水渠216.8 m。其他水流物理量比尺如下:流速比尺 λv==7.071,流量比尺 λQ==17677.67,糙率比尺 λn==1.919。
按照上述比尺可进行原型和模型间的相互换算,模型糙率为

式中:np为原型糙率。
2.2 原设计方案模型试验及存在的问题
对原设计方案重点进行了各典型流量Q=532 m3/s,300 m3/s,400 m3/s,800 m3/s,1000 m3/s下的消能防冲试验。各典型流量下溢洪道末端入池断面水深、流速分布见表1。试……
