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(武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072)

1 研究背景

某水电站是以单一发电为主的大型水库电站,无航运、漂木等综合利用要求。

引水发电建筑物布置于河道左岸，泄水建筑物布置在河道右岸，由泄洪洞、放空洞组成。泄洪洞由1条深孔泄洪洞(1#泄洪洞)和2条开敞式泄洪洞(2#，3#泄洪洞)组成，放空洞不参与泄洪。整体枢纽布置如图1所示。

整体枢纽下泄流量大，上游设计水位相应下泄流量7 650 m3/s，校核水位洪水峰值流量10 400 m3/s。下泄水头高，上下游水位差约210 m，因此，需要多条泄洪洞联合参与泄洪，3条泄洪洞均采用挑流消能。

其中1#泄洪洞出口正对河道狭窄处，轴线与河道轴线的夹角大约为35°，此外，该挑坎出口离电站尾水出口较近且正对左岸山嘴，归槽问题比较突出。2#泄洪洞轴线与河道轴线夹角很小，归槽条件相对较好，但由于该泄洪洞位于1#泄洪洞与3#泄洪洞之间，水舌入水位置比较集中，由此产生的能量集中现象引起的冲刷和雾化问题需要引起重视[1]。3#泄洪洞紧邻放空洞且靠近右岸，相对有一定的水舌调整空间，但由于水垫塘的挑流消能区旋滚剧烈，会在右岸产生较大的回流流速从而会对岸坡的稳定产生威胁。针对上述特点，需要综合考虑多方面因素来设计挑坎。

以上内容涉及到较复杂的水流现象。水工模型试验能复演和预演原型的复杂水流现象，因此本文通过1∶50整体水工模型试验[2-3]，对以上课题开展研究。

2 试验研究技术路线

2.1 泄洪洞挑坎体型设计思路

由于该水电站泄洪洞下泄水流的能量集中问题和水舌的归槽问题比较突出，同时又是多洞联合泄洪，消能防冲设计难度大，对挑流鼻坎的水力性能要求很高。……