孙双科，徐建荣，柳海涛，彭 育，薛 阳

（1.中国水利水电科学研究院，北京 100038；2.中国电建集团 华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 311122）

1 研究背景

高拱坝是我国大型水电站的主力坝型之一，自1998年二滩水电站［1-4］建成投产以来，我国又陆续建成了小湾［5-7］、溪洛渡［8-11］、锦屏一级［12-13］、构皮滩［14-17］、白鹤滩［18-19］等300 m 级大型高拱坝工程，其中锦屏一级水电站最大坝高305 m，是目前世界第一高拱坝工程，白鹤滩水电站总装机容量16 000 MW，是我国仅次于三峡水电站的第二大水电站。另外，坝高270 m 的乌东德［20-22］水电站也正在建设中。

我国大型水电站普遍存在水头高、流量大的技术特点，在枢纽布置与泄洪消能方面面临巨大挑战，大型高拱坝工程由于大多布置于狭窄的深切河谷段，更加大了相关问题的技术难度［23］。如表1 所示，我国几座代表性高拱坝工程坝身泄量10 100 ～ 32 278 m3/s，上下游总落差140 ～ 225.9 m，而枯水期下游河道宽度则在100 m 以内，足见相关研究的技术难度。

表1 部分高拱坝坝身泄洪水力学指标

为解决枢纽布置与泄洪消能技术难题，我国高拱坝工程大都采用了坝身开孔泄洪和岸边泄洪洞分流的总体布置格局与利用下游人工水垫塘消能的泄洪消能布置方案［24-25］，在坝身泄水建筑物布置上，通过布置表孔与深（中）孔双层孔口，并采用不同的鼻坎高程与出射角度，形成多层多点大差动出流，以分散挑流水舌跌入下游水垫塘时的入水能量分布，并通过水舌的空中碰撞促进消能，最终实现降低水垫塘底板冲击压强与脉动荷载的目标。……