引水遂洞洞內(nèi)消能水工模型試驗(yàn)的研究.pdf

1、近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)水的需求不斷增加，跨流域調(diào)水工程在全國許多地區(qū)進(jìn)行規(guī)劃和建設(shè)中。特別是南水北調(diào)西線工程，位于青藏高原東南部，將引長江水調(diào)入黃河，其海拔高度均在3000m以上，需要建壩壅高水位，開鑿隧洞引水。根據(jù)壩區(qū)地形特點(diǎn)和工程建設(shè)運(yùn)行條件，大多采用定流量、變水頭的無壓隧洞引水，水流消能設(shè)施布置十分困難。采取洞內(nèi)消能是解決這個(gè)難題的有效途徑。 本課題結(jié)合南水北調(diào)西線工程一期阿安輸水工程的整體水工模型試驗(yàn)，根據(jù)定

2、流量、變水頭的無壓洞引水的特點(diǎn)，研究確定采用洞內(nèi)水流銜接和底流消能設(shè)施的合理結(jié)構(gòu)形式，確保輸水的安全。 通過模型試驗(yàn)成果的分析，證明進(jìn)口段的體型設(shè)計(jì)是合理的；閘門下游采用漸擴(kuò)式邊墻，各種工況下，均呈現(xiàn)“自由射流”，不需在跌坎底部兩側(cè)布置通氣管；由于水躍區(qū)的強(qiáng)烈紊動(dòng)，加上消力池尾部反坡過渡段的阻水作用，消力池躍后段底部存在回流，將水躍主流擠向表層，使得躍后段水面波動(dòng)較強(qiáng)，甚至出現(xiàn)明滿流交替的現(xiàn)象，影響明流輸水隧洞的輸水安全。

3、 通過模型試驗(yàn)研究，采用加設(shè)穩(wěn)流板、消波柵和壓波板等工程措施基本消除躍后段底部的回流，穩(wěn)定了波動(dòng)的水面，確保洞內(nèi)的洞頂余幅要求和輸水安全。 模型試驗(yàn)中還采用自制的摻氣測量儀器和電容式摻氣傳感器進(jìn)行摻氣量的測量。驗(yàn)證摻氣坎的摻氣作用可以保護(hù)溢流面免遭孔蝕破壞。同時(shí)對(duì)兩者方法所測得的試驗(yàn)成果對(duì)比分析，分析影響自制摻氣測量儀器精度的因素。 通過本課題模型試驗(yàn)的初步研究表明，底流斜坡水躍的消能和輔助消能設(shè)施相結(jié)合，高水頭運(yùn)行時(shí)