葛亚飞，邱 勇，吴锦钢，周鑫宇，刘毅恒

(云南农业大学水利学院，云南 昆明650201)

0 引言

随着水资源的不断开发利用，水利枢纽泄水建筑物出口消能的布置难度逐渐增大，往往需要在地形条件不满足底流消能的情况下增设辅助消能工提高消能效果或平稳水流流态[1-2]。针对上述情况，李梦成等[3]在消力池末端布置T形消能墩，在提高消能率的同时缩短了消力池尺寸，经济效益显著。魏巧等[4]和陈秋蓉等[5]认为消力井内布置圆孔格栅和改变格栅开孔率不仅能分割水流、增加水体摩擦，还能改善尾水水流流态提高消能率。王文兵等[6]将圆孔Γ形格栅放置在消力池中部位置，可兼顾改善入射水流消能和调整下游水流流态。

消力池底板在高速水流作用下可能发生空蚀破坏，格栅式底流消能工在改善消能效果的同时，有助于消除或减轻这种现象。但辅助消能工自身存在空蚀破坏的可能[7-8]。不少工程中，不仅辅助消能工本身，消力池底板也发生了严重空蚀破坏，如我国甘肃省黄河干流盐锅峡水电站、湖北省陆水河蒲沂水利枢纽，以及原苏联新西伯利亚水电站、美国McNary水电站等[9]。

根据工程经验，一般认为流速v>15 m/s的部位需要进行防空蚀设计，对于流速v>20 m/s的区域，更要加以重视[10-11]。有研究结果表明，强迫掺气浓度达到2%时，固体边界的空蚀破坏明显减轻；掺气浓度达7%时，空蚀破坏现象可基本消除，过水建筑物已不易发生空蚀破坏[12-14]。

1 方案设计

1.1模型及测点布置

消力池布置于坡比为1∶1.5，宽150～200 mm的泄槽扩散段后，长920 mm、宽200 mm，尾水渠i=0。消力……