某大型水利枢纽泄水建筑物的消能防冲设计
2021-05-06甘文宁
甘文宁
(广西水利电力勘测设计研究院有限责任公司,南宁 530023)
1 工程概况
某水利枢纽工程位于西南地区,是一座以防洪为主,兼顾发电、航运等综合效益的大(2)型水利工程,水库总库容为8.5×108m3,防洪库容7.8×108m3,水库设计洪水标准为500 年一遇,校核洪水标准为2000 年一遇[1]。水库正常蓄水位为163.00 m,汛限水位为153.00 m,设计洪水位、防洪高水位均为186.8 m,校核洪水位为186.94 m。枢纽主要建筑物有挡水坝(混凝土重力坝)、泄水建筑物、发电厂房、船闸及鱼道等。位于挡水前沿的溢流坝为2级建筑物,消能防冲建筑物设计洪水标准采用50年一遇[1]。
2 消能型式选择
目前工程上常用的消能型式主要有挑流、面流、戽流、底流及其他辅助消能工,消能型式的选择应考虑以下因素:设计水头、设计流量、河床地质条件、泄水建筑物分区及运行调度方式等。从水头及流量角度分析,本工程泄洪流量大,50 年一遇、100年一遇、500 年一遇及2000 年一遇的泄洪流量分别达14 400、16 500、21 200、24 114 m3/s;泄洪总水头变幅较大,泄洪时上游水位变化范围为153.00 m(汛限水位)~186.94 m(校核洪水位),下游水位变化范围为133.94~161.30 m,较难满足形成面流和戽流的水位条件;同时,从泄水孔体型角度分析,本工程泄水孔堰顶高程为138.00 m,下游河床高程约为133.50 m,堰体高度较低,在上游低水位时较难形成挑流。从通航安全和水轮机运行角度分析,本工程上、下游有航运要求,通航安全对水流条件有较高的要求,挑流、面流和戽流消能的下游水流衔接型式复杂多变,不易控制,下游水位波动较大,较易产生不稳定的水流流态,将直接影响船舶航行安全和水轮机的平顺运行。……
