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《东河水库溢洪道、输水隧洞水工模型试验研究 》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、东河水库溢洪道、输水隧洞水工模型试验研究摘要：东河水库溢洪道、泄洪洞共用一个消力池，加之溢洪道、泄洪洞进口交叉，原初步设计中担心隧洞进口受溢洪道进水的影响，隧洞流量系数取值偏小，设计人员会同相关单位进行水工模型试验，修改了原设计的一些不足之处，为设计人员解除了疑虑。关键词：溢洪道泄洪洞共用消力池水工模型试验1工程概况东河水库为除险加固工程,坝址以上控制径流面积582.8km2,总库容4815.65万m3。输水泄洪隧洞布置在左岸则隧洞轴线较长,且进出口转角较大。输水隧洞布置于右岸,由于枢纽区地形狭窄，溢洪道尾段、输水
2、隧洞出口共用一个消力池。设计洪水位溢洪道下泄流量269.2m3/s,泄洪隧洞下泄流量53.2m3/s;校核洪水位1744.41m,溢洪道下泄流量547.8m3/s,泄洪隧洞下泄流量59.9m3/s。溢洪道全长333.13m,堰型为宽顶堰，净宽3×6m，其中引渠段长156.13m,控制段长12m，陡槽段长130m。纵坡分别为0.1、0.145。泄洪输水隧洞全长301.57m，其中有压段为平坡，长76.90m;闸室段长6.5m,无压段长194.53m,坡度分别为0.02、0.266,断面均为城门洞形,宽度2.5m,有压
3、段最大高度5.72米;无压段最大高度3.22米。2试验内容1)上游水位与溢洪道、泄洪输水隧洞下泄流量的关系;2)溢洪道、泄洪输水隧洞陡槽内水流流态研究;3)测定溢洪道和泄洪输水隧洞水面线、沿程压力分布及流速分布;4)溢洪道、泄洪输水隧洞进口水流流态研究及进水渠水流流态研究;5)底流消能及下游河床流态研究。3模型设计模型按重力相似准则设计,采用正态模型。经计算比较模型最终选用比尺入L=40,相应比尺参数:流量比尺：入q=入L5/2=10119.29时间比尺：入T=入L1/2=6.32流速比尺：入v=入L1/2=6.3
4、2糙率比尺：入n=入L1/6=1.854初步设计方案试验成果及分析溢洪道沿程布设15个测点，泄洪洞沿程布设13个测点,以研究泄流时的压力分布和空穴数。空穴数k=(P+Pa-Pv)/(v2/2g)P—动水压力Pa—大气压力Pv—饱和蒸汽压力k>1.7一般不会发生气蚀；1.7>k>0.3控制平整度0.3>k>0.12增设通气槽；k<0.12修改体型4.1水位流量关系曲线溢洪道水位～流量关系表(流量系数0.341～0.373)序号上游水位泄流量序号上游水位泄流量11.027.2104.
5、23250.3(P=2%)21.550.1114.50274.531.9878.6(P=20%)125.0322.042.50111.9135.50373.953.0148.0146.0430.063.27168.8(P=5%)156.18451.6(P=0.2%)73.50187.6166.50489.583.85217.1(P=3.33%)176.80526.8(P=0.1%)94.0230.0187.0551泄洪洞水位～流量关系表序号上游水位泄流量序号上游水位泄流量110．66412.9172.1(P=2%)
6、211．9566．6(P=5%)514.8677.8(P=0.2%)312．5370．5(P=3.33%)615.4880.9(P=0.1%)4.2试验成果小结溢洪道通过设计流量时,引水渠内水流流态较为平顺,闸前水流流速水头较小，过堰水流在闸墩前即开始加速，通过闸墩时流速进一步增大,速度梯度变化较大,过闸后的水流形成明显的冲击波;加速后的水流在闸墩尾部已脱离边界,水流在墩尾形成“V”形空腔;闸门门槽处水流流态基本正常,溢洪道出口水流明显受到顶托,消力池消能效果较差,下游河道水流流态紊乱。泄洪洞通过设计流量时,过闸后
7、的水流由于流速较大,已形成掺气水流,并且在纵坡i=0.02陡槽段沿程水深逐渐增加,局部地段水深接近无压隧洞顶部；检修闸门和工作闸门门槽处水流流态均不理想(出现掺气旋涡);泄洪隧洞出口处水流受到明显顶托,消力池消能效果较差。溢洪道通过校核流量时,闸前水流较为平顺,闸后水流流态进一步恶化,闸墩尾部水流衔接较差(产生明显的“V”形空腔);闸门门槽处水流流态较好;溢洪道出口水流明显受到顶托,消力池消能效果极差,下游河道水流流态极为紊乱。泄洪洞通过校核流量时,过闸后的水流由于流速较大,已形成明显的掺气水流，并且在纵坡i=0.
8、02陡槽段沿程水深逐渐增加,局部地段水深已达无压隧洞顶部(出现明、满流交替现象);检修闸门和工作闸门门槽处水流流态极不理想(出现明显气泡);泄洪隧洞出口处水流受到明显顶托,消力池消能效果极差。溢洪道和泄洪洞出口处，由于受到消力池左侧回流的影响，水深均超过了设计边墙高度，并直接导致消力池消能效果极不理想。4.3原设计方案试验成果分析1)溢洪道通过不同频率流量下
