泄洪消能

摘要： 巴基斯坦卡洛特水电站工程具有地震烈度高、坝址区岩性软弱、泄洪规模大、泥沙问题突出等复杂基础建设条件和建设开发背景。卡洛特枢纽工程主要包括挡水建筑物、泄洪消能建筑物、引水发电建筑物和导流建筑物,枢纽布置方案经过了充分的方案比较和模型试验论证。围绕枢纽布置方案涉及的水文泥沙、地形地质、施工组织、运行管理等要素,系统介绍了卡洛特水电站枢纽布置设计的重点和难点,并提出了相应的解决方案,旨在为类似工程枢纽布置设计提供有益的启示。

摘要： 金沙水电站具有大流量、低水头、高淹没度的特点。为了尽量使泄洪水流与下游平顺衔接,减少对枢纽其他建筑物的影响,便于调度运行管理,工程采用表孔泄洪、底流消能型式。结合导流建筑物的布置,泄洪消能建筑物被纵向围堰分成两区布置。表孔闸墩末端设置宽尾墩,可将泄洪水跃推出闸室。设计方案经水工模型试验验证,能较好地满足金沙水电站泄洪消能要求。

摘要： 曰前,由中南院申报的〈绘沙江向家坝水电站工程>〉荣获2021年度水力发电科学技术特等奖。向家坝水电站位于云南水富与四川交界的金沙江下游河段上,电站正常蓄水位380米,水库总库容51.63亿立方米,总装机6400兆瓦,灌溉面积375.48万亩,拦河大坝为混凝土重力坝,最大坝高162米;泄洪消能采用中表孔间隔布置、高低坎消力池淹没射流消能,最大下泄总功率40575兆瓦。向家坝水电站工程于2006年11月26日开工,2018年5月26日完工。

摘要： 白鹤滩水电站泄量大、水头高,泄洪消能设施布置难度较大;针对白鹤滩水电站坝身泄洪的特点,对泄洪消能孔口布置方案进行了比较研究。坝身布置6个表孔、7个深孔,提出了坝身表深孔优化布置方案,使水舌横向扩散并纵向拉开,以有效地降低水垫塘冲击压强和脉动压强。1∶50水工整体模型验证试验表明,推荐方案安全可靠,合理可行。

摘要： 针对牛都水电站工程洪峰流量大、坝体单薄、河道狭窄冲刷破坏严重等问题,文章结合水库水位流量特性,按1∶60模型比尺整体水工模型,对大坝优选的坝身3个表孔方案的泄洪消能性能进行试验。分析结果表明,原泄洪方案3孔水舌空中较分散、冲坑深度大且靠近坝轴线。优化调整后的“坝顶泄洪+滑雪道式小挑坎”消能方案,泄洪水流横向扩散、纵向拉开充分,空中对冲碰撞明显;同时水流出溢流堰后,均以明确的面流状态与下游河道衔接,两岸及河底冲刷较轻且远离坝轴线,泄洪消能效果好。运行观测证明优化调整后的泄洪消能建筑安全可靠、工程适宜性强。

摘要： 泄洪建筑物作为保障水库大坝汛期防洪调度及安全度汛的重要水工建筑物,其设计方案将影响整个大坝安全稳定运行。为确保罐子窑水库泄洪建筑物与大坝特性具有良好的匹配性,结合工程地质条件,从泄洪建筑物轴线、消能防冲型式、泄洪建筑物布置、堰面曲线、泄流能力和结构稳定性等方面,对泄洪消能建筑物方案进行了详细论证分析。计算结果表明,设计优选的左岸岸边式溢洪道整体布置和结构体型合理,具有良好泄洪消能效果,可为类似工程建设提供有益借鉴。

摘要： 为研究多孔出流泄洪消能特性与场地振动响应,文章以向家坝工程为例,参考原型调度情况,模拟4种不同调度方式下的泄洪过程,得到4种计算工况下流场、冲击压强、紊动能与紊动强度值,从水动力学角度分析不同调度方式下的消能特性以及消力池处紊动强度与场地振动响应的关系。结果表明:各计算工况泄洪消能效果良好;泄流量一定且开启孔口数相同时,通过改变孔口调度方式可进一步提升消能率;消力池底板和边墙处紊动强度计算幅值与原型观测振动加速度峰值显著相关,其中底板处紊动强度与场地振动正相关,边墙处紊动强度与场地振动负相关。根据计算结果,文中提出可供实际工程参考的优选调度方案。

摘要： 为解决马来西亚沐若水电站坝址所在河谷狭窄,地质条件较差,高水头泄洪消能的问题,根据该水电站重力坝无闸门控制表孔泄洪的特点,通过水气两相流数值计算和水力学模型试验研究,采用了"宽尾墩+前置掺气挑坎+坝面台阶+出口挑流"的综合消能方式.大坝建成后,经历了超校核洪水的考验,相关设计成果得到了验证.运行实践表明综合消能方式是成功的,设计研究成果可为类似工程提供参考.

摘要： 高拱坝坝身宣泄洪水产生高速水流,水流下泄时会对水垫塘底板产生极大的冲击压力.为保证下游冲刷安全,在有足够的深水垫消刹能量的同时,还需通过水舌在空中消耗部分能量.通过表深孔同轴碰撞的泄洪消能布置方式,研究不同表深孔流量比工况下水流特性及底板动水压强等水力特性.结果表明,表深孔上下水舌在空中碰撞、掺气,削弱射流的集中强度,能使下泄水流的冲击压力大大降低,有效提高下游水垫塘的抗冲安全性,为类似工程布置提供借鉴.

摘要： 青山冲水利枢纽工程泄洪建筑物采用旋流竖井泄洪洞,经水力学计算,旋流竖井内水流流态稳定,消能效果良好,且对边坡扰动小,取得了良好的工程效益.

摘要： 中国大型水电工程泄洪消能建筑物普遍具有高水头、大流量、大功率的特点,虽经充分的物理模型试验、数值模拟分析、技术专题咨询、体型优化等,在工程实际运行中因泄洪消能问题引起泄水建筑物破坏的案例屡见不鲜.本文通过总结已建工程泄洪消能建筑物的运行情况,结合今后高坝建设实际,探讨中国高坝泄洪消能技术领域需进一步深入思考和研究的重点和方向.除了控制施工质量以及合理运行调度外，研究泄洪洞内复杂的水力学特性是保障泄洪洞安全的重要途径，研究泄洪洞水力学特性与泄洪洞结构安全的关系。

摘要： 根据窄河谷碾压混凝土拱坝泄洪消能及排沙布置研究及实践,提出"水舌横向不扩散、纵向和竖向分层拉开、水舌落点分散不碰撞、总体入水归槽"的设计原则、"两层冲沙漏斗"的设计理念及消能区防护"护坡不护底,长护岸短护坦"的设计理念,节省了工期及投资,有利于节能降耗,对规模和条件类似工程泄洪消能及排沙建筑物的设计具有一定的借鉴意义.

摘要： 本文简述了黄登水电站可行性研究阶段枢纽泄洪消能防冲试验,水垫塘为定床和护岸不护底两种试验情况,对溢流表孔及左右岸放空底孔体型的优化.

摘要： 针对该工程地形地质和枢纽布置的特点,对溢洪道五个泄槽及左、右泄洪冲沙底孔的挑坎体型进行了若干修改方案的比选,最终推荐的方案较好的解决了泄洪消能及下游水流对B20堆积体的淘刷问题,可供类似工程参考。

摘要： 两河口水电站地处我国四川藏区高海拔、高寒地区,装机3000MW,砾石土心墙堆石坝,最大坝高295m,是雅砻江公司在雅砻江上继二滩水电站和锦屏一、二级水电站之后建设的又一座世界级巨型水电站工程,也是我国藏区开工建设的最大水电项目.电站于2014年核准开工建设,2015年实现大江截流,2016年实现大坝填筑,计划于2021年首台机组投产发电.坝址区河谷较窄,两岸山体雄厚、岸坡高陡,筑坝条件复杂.面临坝工结构及抗震设计、筑坝材料选择、大功率泄洪消能设计、高地应力地下洞室开挖与支护等一系列重大技术问题,经多年来的技术攻关,取得了重要进展.相关成果为保障电站的顺利建设奠定了坚实基础.

摘要： 向家坝水电站泄洪消能具有高水头、大单宽流量的特点,由于电站周围环境要求的限制,其泄洪消能采用低雾化的多股多层水平淹没射流消能型式.如何有效控制各种流量均安全顺利下泄并且最大限度的减小泄洪振动的影响是需要重点解决的关键技术难题.通过1:80消力池单体水力学模型,观测了工程完建体型泄洪时的脉动压力特性.通过对不同边表孔和中间表孔流量比的3个工况泄洪时表孔、消力池导墙和消力池底板的水流脉动荷载进行观测,分析了边表孔和中间表孔流量比对消力池和表孔脉动压力的影响,本研究可为工程运行提供参考.

摘要： 锦屏一级水电站是雅砻江干流中下游河段的龙头电站,拱坝高305m,为目前已建和在建世界最高拱坝.锦屏一级水电站工程枢纽由双曲拱坝、坝身表中底泄水孔口及坝后水垫塘、右岸泄洪洞、右岸地下引水发电系统等建筑物组成。介绍了锦屏一级水电站工程建设进展和拱坝建设中的复杂地质条件高陡边坡的稳定与处治、复杂地质条件坝基处理、特拱坝高性能混凝土骨料料源选择和碱活性抑制、特高拱坝整体安全性、特高水头大泄量窄河谷泄洪消能与雾化影响以及混凝土施工关键技术问题及采取的多项创新性的解决方案,可为今后类似问题的解决提供技术借鉴,对特高拱坝建设技术研究具有重要工程意义.

摘要： 泄洪消能在水利水电枢纽工程设计中至关重要，本文评述了枢纽的泄洪消能问题，推荐经长期研究并已付诸工程运用的几种新型消能工。消能工的选择，与下泄水流特性，即泄水建筑物出口的单宽流量、上下游水位差、下游水深等有关。也涉及坝型、枢纽及其他建筑物的运用条件、下游河床与岸坡地质情况诸因素；这些因素又常因消能工不同，影响有所差异。在消能工的设计中，应该注意高速水流可能引起的空蚀、脉动、振动、磨蚀、冲刷等破坏作用；应使大坝、泄水工程以及邻近建筑物在泄洪时确保安全，并使下游河床不产生危害性局部冲刷，下游岸坡的稳定不受影响；应使泄流造成的挑射水舌或漩滚、涌浪、回流、水面波动等控制在允许的限度内，使泄流在离开消能工后在较短距离内转为原河道的正常流态。在获得良好的消能防冲效果的同时，也获得满意的经济效益。

摘要： 针对水平淹没射流中的射流上浮与下潜问题,设计了二维水平淹没射流的物理模型实验装置,研究了在二维情况下,矩形出口水平淹没射流流态随出口流速、跌坎高度和尾坎高度的变化情况,并分析了流场特征.研究表明,二维水平淹没射流在不同的出口流速、跌坎和尾坎高度条件下,会出现面流、淹没射流上浮和淹没射流下潜的流态,但在本文的实验条件下,未出现射流主流在消力池中始终居于水体中部的流态,反映出射流出口分隔立体布置对于保证射流主流始终居于水体中部,从而实现高消能率、低临底流速的水平淹没射流消能是非常必要的.

摘要： 针对水平淹没射流中的射流上浮与下潜问题,设计了二维水平淹没射流的物理模型实验装置,研究了在二维情况下,矩形出口水平淹没射流流态随出口流速、跌坎高度和尾坎高度的变化情况,并分析了流场特征.研究表明,二维水平淹没射流在不同的出口流速、跌坎和尾坎高度条件下,会出现面流、淹没射流上浮和淹没射流下潜的流态,但在本文的实验条件下,未出现射流主流在消力池中始终居于水体中部的流态,反映出射流出口分隔立体布置对于保证射流主流始终居于水体中部,从而实现高消能率、低临底流速的水平淹没射流消能是非常必要的.

摘要： 本发明公开了一种基于泄洪隧洞的泄洪发电同步组合消能工，包括顺次布置的进水塔、地下主厂房、联络洞、设有变压器的主变压器室、竖井、尾水管、尾水支洞和无压尾水洞；所述进水塔设有进水口，其通过有压水流隧洞将泄洪洞内的水引至地下主厂房中；所述地下主厂房中设有水轮发电机，水流通过水轮发电机发电并消能；其中，电流经联络洞、主变压器室和竖井引至地面升压变电站；水流通过尾水管、尾水支洞和无压尾水洞后注入下游河道。本发明可以将洞内泄洪水流能量转换为电能进行消能，充分利用弃水的能量，弃水发电后的尾水流速已经很低，大大减小了下游水体表面旋滚，能有效改善下游生态环境，可广泛应用于不同流量的洞内泄流。

摘要： 本发明涉及一种采用旋流及强水气掺混消能的泄洪方法和泄洪洞，是一种用于高水头大型水电工程的泄洪洞。本发明包括：修建在水电工程挡水大坝上游岸边的泄洪洞进水口，与进水口相连的是带有竖井的可以使水流下落并产生旋转消能的旋流落差消能设施，与旋流落差消能设施连接的是与挡水大坝下游水位接近的可以进一步效能的水垫塘，在水垫塘的出口处设有阻水墩，与水垫塘连接的是出水洞和泄洪洞出水口。本发明使用旋流及水垫塘掺混水气扩散消能的措施，旋流消去水流中的50～60%的能量，再通过水垫塘、阻水墩消能，洞内消能率达到90%，出口流速可以控制在施工导流时的标准，有效地防止了空蚀、冲刷和雾化现象，泄洪洞出口不必设置任何消能设施。

摘要： 本发明公开了一种基于泄洪隧洞的泄洪发电同步组合消能工，包括顺次布置的进水塔、地下主厂房、联络洞、设有变压器的主变压器室、竖井、尾水管、尾水支洞和无压尾水洞；所述进水塔设有进水口，其通过有压水流隧洞将泄洪洞内的水引至地下主厂房中；所述地下主厂房中设有水轮发电机，水流通过水轮发电机发电并消能；其中，电流经联络洞、主变压器室和竖井引至地面升压变电站；水流通过尾水管、尾水支洞和无压尾水洞后注入下游河道。本发明可以将洞内泄洪水流能量转换为电能进行消能，充分利用弃水的能量，弃水发电后的尾水流速已经很低，大大减小了下游水体表面旋滚，能有效改善下游生态环境，可广泛应用于不同流量的洞内泄流。

摘要： 本发明涉及水利工程泄洪消能方法技术领域，具体地指一种泄洪隧道出口处为大高差斜坡的泄洪消能方法。按照以下步骤进行：1)、于泄洪隧道出口处修筑消力池；2)、在泄洪隧道出口处的斜坡上修筑盘山排水渠，将盘山排水渠的高点与消力池连通，盘山排水渠的低点沿斜坡坡降方向蜿蜒而下；3)、在盘山排水渠的侧部安装排水结构将盘山排水渠内的水流排放到斜坡坡面上，使水流通过斜坡坡面阻滞进行消能，完成高坝泄洪消能。本发明的泄洪消能方法施工极为简单，造价施工成本极为低廉，且施工难度极低，能够很好的对泄洪隧道的排水进行能量消散，具有极大的推广价值。

摘要： 本发明提供了一种采用底孔与表孔联合泄洪消能的泄洪结构，包括：沿垂直方向由上至下依次设置的表孔和底孔，所述表孔包括设置在中间的宽墩和所述宽墩两侧的溢流表孔，所述底孔包括设置在所述表孔下方中间的泄洪底孔，并且所述泄洪底孔的出口位于所述两个溢流表孔的相连区域内。将溢流表孔和泄洪底孔通过垂直方向由上至下联合布置，在小泄量时，仅通过底孔开闸泄水；在大泄量时，通过同时开启溢流表孔和泄洪底孔泄洪，增大了消能率和流量系数。表底孔出挑水流空中碰撞，水舌横向扩散，能量耗散，对消力池冲击强度降低，挖深可相应减小；同时纵向挑距减小，消力池长度可相应减小。因此泄洪建筑物和消力池布置更紧凑，便于管理，节省工程投资。

摘要： 本发明公开了一种具有多种泄洪消能方式的消能结构，包括跌坎消力池、溢流堰、上游泄水建筑物和下游河道；所述上游泄水建筑物设置在跌坎消力池的上游，所述溢流堰设置在所述跌坎消力池的下游，所述下游河道设置在所述溢流堰的下游；所述溢流堰的下部设有底孔，所述底孔的底部出口处设有挑流鼻坎。还公开了一种具有多种泄洪消能方式的消能方法。本发明的泄洪消能结构可实现底流消能、挑流消能和碰撞消能三种消能形式的组合应用，最大限度地消刹了下泄水流的动能，提高了消能效率，显著降低水流对河道的破坏力。

摘要： 本发明提供了一种采用底孔与表孔联合泄洪消能的泄洪结构，包括：沿垂直方向由上至下依次设置的表孔和底孔，所述表孔包括设置在中间的宽墩和所述宽墩两侧的溢流表孔，所述底孔包括设置在所述表孔下方中间的泄洪底孔，并且所述泄洪底孔的出口位于所述两个溢流表孔的相连区域内。将溢流表孔和泄洪底孔通过垂直方向由上至下联合布置，在小泄量时，仅通过底孔开闸泄水；在大泄量时，通过同时开启溢流表孔和泄洪底孔泄洪，增大了消能率和流量系数。表底孔出挑水流空中碰撞，水舌横向扩散，能量耗散，对消力池冲击强度降低，挖深可相应减小；同时纵向挑距减小，消力池长度可相应减小。因此泄洪建筑物和消力池布置更紧凑，便于管理，节省工程投资。

摘要： 本发明涉及水利工程泄洪消能结构技术领域，具体地指一种泄洪隧道出口处为大高差斜坡的泄洪消能结构。包括与泄洪隧道出口连通的消力池；所述消力池上连通有至少一条盘山排水渠；所述盘山排水渠为修筑于斜坡上的沿斜坡坡降方向蜿蜒而下的盘山渠道，盘山排水渠近消力池一端高于远离消力池一端；所述盘山排水渠上设置有多个将盘山排水渠内的水流排放到斜坡上的排水结构；多个排水结构沿盘山排水渠延伸方向依次间隔排列。本发明的泄洪消能结构极为简单，造价施工成本极为低廉，且施工难度极低，能够很好的对泄洪隧道的排水进行能量消散，具有极大的推广价值。

摘要： 本发明涉及水利工程泄洪消能方法技术领域，具体地指一种泄洪隧道出口处为大高差斜坡的泄洪消能方法。按照以下步骤进行：1)、于泄洪隧道出口处修筑消力池；2)、在泄洪隧道出口处的斜坡上修筑盘山排水渠，将盘山排水渠的高点与消力池连通，盘山排水渠的低点沿斜坡坡降方向蜿蜒而下；3)、在盘山排水渠的侧部安装排水结构将盘山排水渠内的水流排放到斜坡坡面上，使水流通过斜坡坡面阻滞进行消能，完成高坝泄洪消能。本发明的泄洪消能方法施工极为简单，造价施工成本极为低廉，且施工难度极低，能够很好的对泄洪隧道的排水进行能量消散，具有极大的推广价值。

摘要： 本实用新型涉及水利工程泄洪消能结构技术领域，具体地指一种泄洪隧道出口处为大高差斜坡的泄洪消能结构。包括与泄洪隧道出口连通的消力池；所述消力池上连通有至少一条盘山排水渠；所述盘山排水渠为修筑于斜坡上的沿斜坡坡降方向蜿蜒而下的盘山渠道，盘山排水渠近消力池一端高于远离消力池一端；所述盘山排水渠上设置有多个将盘山排水渠内的水流排放到斜坡上的排水结构；多个排水结构沿盘山排水渠延伸方向依次间隔排列。本实用新型的泄洪消能结构极为简单，造价施工成本极为低廉，且施工难度极低，能够很好的对泄洪隧道的排水进行能量消散，具有极大的推广价值。