黄肖

（鞍山水文局，辽宁鞍山114039）

1 研究背景

梨树园子水电站是一座以发电为主的小型径流式水电站，同时也是鸭绿江二级支流爱河梯级开发的第五级水电站[1]。电站坝址位于辽宁丹东凤城市石城镇梨树园子村，距离凤城市约25 km。梨树园子水电站设计库容1 800 万m3，装机容量为22 400 kW，工程按照百年一遇洪水标准设计，千年一遇洪水标准校核。梨树园子水电站位于低山丘陵区，大坝高度较低，属于典型的低水头水电站，同时受到气候因素和上游来水的影响，日常下泻流量较小，但是在汛期遭遇上游洪峰侵袭的情况下，下泻的单宽流量会迅速增加，呈现出水流形态复杂、佛氏数低的特点，这就给下游的消能建筑物设计带来较大的困难[2]。鉴于以往理论研究和工程实践，此类水利工程如果采用传统的T 型墩或六边形棱柱消能墩，容易出现消能效果差和墩后空蚀空化等缺陷[3]。基于此，本文以梨树园子水电站为工程依托，提出一种扭面式消能墩，并通过试验研究的方式验证其设计的合理性和工程应用价值。

2 研究方案

2.1 扭面式消能墩的制作

扭面式消能墩的设计原理是将消能墩的两侧设计为扭面构成的凹槽形态，当下泻水流通过凹槽过程中，由于受到墩体的阻挡作用而分成多股水流[4]。其中，一部分水流受到扭面的作用而产生回旋式漩涡，与外侧向下流动的水流相互作用形成比较剧烈的紊动效应，从而大幅提升消能墩的消能效果；此外，受到消能墩顶部扭面的作用，中部被挑起的水流与两侧水流产生摩擦也能形成水涡，从而消耗部分能量[5]。……