范爱民

西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西 咸阳 712100

在泄洪闸开闸放水时，护坦末端的下游河床会被冲刷，尤其是没有保护措施的下游河床更容易被冲刷。当冲刷坑冲刷深度较大并且接近建筑物和侧岸时，将危及下游的防洪安全[1]，甚至引起闸的失事，这为我国水利经济的发展带来了很大的损失。现实中由于冲刷造成的建筑物损坏的事例很多，如龚咀水电站1984年分水墙左侧发现29个冲刷坑，漂木道右侧发现38个冲刷坑，最大冲刷面积达到91m2，最深的冲刷深度达到了3.8m[2]；南津渡水库和马迹塘水电站下游河床都出现了不同程度的冲刷，消能设施遭受破坏[3]。诸如此类的事件较多，每次河床发生冲刷，都给社会经济和安全带来了一定的影响。因此，研究泄洪闸下游的冲刷问题，对于工程的设计及安全运行有着重要意义。

1 下游河床局部冲刷坑三维数值模拟

基于ANSYS Fluent软件平台，采用RNG k-模型、SIMPLE算法、VOF模型追踪下游自由水面，结合动网格构建局部河床冲刷数值模型，对清水来流条件下当卡水电站泄洪闸下游局部冲刷问题进行三维数值模拟研究。

1.1 工程概况

文章研究选择位于曲河中游的当卡水电站，上游距在建查隆通水电站10km，距玉树州府结古镇102km，距西宁市945km，距下拉秀乡20km，交通较为便利。水工模型几何比尺为1∶50，上游水库为定床，下游河床为动床，模型采用有机玻璃制作。当卡水电站泄水闸纵剖面图如图1所示。

图1 当卡水电站泄水闸纵剖面图（单位：m）