施工導(dǎo)流中圍堰及壩體過(guò)流水力優(yōu)化計(jì)算.pdf

1、施工導(dǎo)流是水電工程建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)之一.過(guò)水圍堰和導(dǎo)流隧洞相結(jié)合的導(dǎo)流方式對(duì)于流量季節(jié)性變化懸殊的河流具有一定的適用性.中國(guó)的山區(qū)性河流較多,因此這種圍堰過(guò)流的導(dǎo)流方式在施工導(dǎo)流工程中較為常用.但是,由于圍堰過(guò)流通常都會(huì)對(duì)圍堰和壩體造成沖刷,嚴(yán)重的沖刷會(huì)使主體工程受到破壞,造成經(jīng)濟(jì)損失.因此,如何進(jìn)行圍堰和壩體的消能防沖,使圍堰和壩體能夠安全過(guò)流就成為此類(lèi)工程中的一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題.由于施工導(dǎo)流工程的邊界條件比較復(fù)雜,因此通常采用物理模型試驗(yàn)

2、對(duì)工程設(shè)計(jì)進(jìn)行論證.該文結(jié)合工程實(shí)際對(duì)影響圍堰和壩體消能防沖的各種因素,包括過(guò)堰流量、壩面高程、下游圍堰堰頂高程、壩面糙率、壩面坡度等進(jìn)行了分析,并借助水力學(xué)知識(shí)和計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫(xiě)了圍堰和壩體的優(yōu)化計(jì)算程序,并利用浙江灘坑水電站工程對(duì)所提出優(yōu)化計(jì)算程序進(jìn)行了驗(yàn)證,證明了該程序在沒(méi)有明顯的側(cè)收縮的影響下,計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況較為吻合.該優(yōu)化計(jì)算程序能夠驗(yàn)證圍堰和壩體過(guò)流的消能防沖初步設(shè)計(jì)的合理性,并可以通過(guò)比較不同方案的計(jì)算結(jié)果,對(duì)消能防沖的

3、初步設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化.主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括:①計(jì)算上游圍堰后消力池的尺寸;②驗(yàn)證泄洪初期壩面高程是否能夠滿足消能防沖需要;③計(jì)算下游圍堰堰頂高程,使其滿足泄洪期圍堰和壩體過(guò)流的消能防沖和工程進(jìn)度的需要;④計(jì)算部分?jǐn)嗝嫫骄魉?包括:上游圍堰后消力池中收縮斷面的斷面平均流速;壩首和壩末的斷面平均流速;當(dāng)下游河道發(fā)生水躍時(shí),計(jì)算下游河道的收縮斷面平均流速及需要鋪設(shè)護(hù)坦的長(zhǎng)度.⑤根據(jù)以上計(jì)算所得的各斷面平均流速,初步確定需要鋪設(shè)的護(hù)面類(lèi)型.⑥計(jì)算在鋪

4、設(shè)護(hù)面以后壩首和壩末的沖坑深度,以驗(yàn)證護(hù)面材料是否可以抵抗洪水泄流的沖刷.同時(shí),該文還利用該優(yōu)化計(jì)算程序?qū)ξ闹兴治龅降挠绊憞吆蛪误w過(guò)流的各種消能防沖因素進(jìn)行了驗(yàn)證,以圖表的形式更進(jìn)一步的說(shuō)明了各種因素的影響方式和程度.主要結(jié)論如下:①隨著流量的增加,消力池收縮斷面弗勞德數(shù)減小,消力池的消能率減小.壩面平均流速增大,壩面的防護(hù)難度增加.②壩面坡度的改變,對(duì)消能防沖有一定的影響.采用以壩體末端為基準(zhǔn)面的壩體逆坡防護(hù)時(shí),消力池挖深減小,消