残留围堰对出水口水流敏感性影响分析

刘嘉夫 齐昕 王立杰

摘 要： 抽水蓄能电站一般采用爆破方法拆除施工围堰，但是难以完全拆除，在出水口容易产生不利于工程运行的水力现象。通过模型试验，对不同流量、不同水位和不同围堰距离下的扩散出流进行研究，分析残留围堰对出水口扩散出流的敏感性，为拆除施工围堰提供有益的参考。

关键词：围堰；拦污栅；水流扩散 抽水蓄能电站进出水口应满足进流时，在各级水位及流量下均不产生有害的漩涡运动，出流时，出口断面流速均匀分布，且不产生反向流速，以避免造成拦污栅的振动和破坏[1-3]。施工过程中，一般采用爆破方法拆除施工围堰，但是难以完全拆除，在出水口容易产生不利于工程运行的水力现象[1，3]。

通过对不同流量、不同水位和不同围堰距离下的扩散出流水流条件进行模型实验，分析残留围堰对出水口扩散出流的敏感性，为拆除施工围堰提供有益的参考。

1 试验模型和方法

1.1 试验模型

模型要满足重力相似和阻力相似，试验模型采用横向比尺1：40和纵向比尺1：40的正态模型，流量比尺为10119.29，流速比尺为6.32，糙率比尺为1.849，库河段宽184m，长440m，引水主洞洞径8m，洞长80m。为便于流速测量及水流流态的观察，采用有机玻璃制作进/出水口及管道部分，糙率相似要求可基本满足。

1.2 试验方法

2 结果与分析

抽水蓄能电站淹没扩散出流存在明显的水流不稳定性，不论是有岩坎条件还是无岩坎条件，淹没扩散出流的流速过程随时间呈明显变化。为了说明淹没扩散出流时岩坎对流速的影响，本研究选择了不同工况下同一流道底部和顶部的水流过程加以研究。

2.1 拦污栅断面底部水流变化的敏感性分析

图1 测点流速过程线图

图2 测点流速过程线图

由此判断，5m岩坎、16m出口距离对拦污栅底部流速的变化过程无明显不利影响，而同样岩坎、10m出口距离则对拦污栅底部流速产生了明显影响，可以判断5m岩坎、10m出口距离无法达到设计要求。

2.2 拦污栅断面顶部水流变化的敏感性分析

图3 测点流速过程线图

3 結论

参考文献

[1]黄智敏，张从联，朱红华，等.抽水蓄能电站侧式进、出水口的体型研究[J].水电站设计，2007，（2）：22-24.

[2]高学平，宋慧芳，赵耀南.淹没扩散出流不稳定现象研究[J].水力发电学报，2006，（4）：29-33.

[3]张从联，朱红华，钟伟强，等.抽水蓄能电站进出水口水力学试验研究[J].水力发电学报，2005，（2）：60-63.

作者简介：刘嘉夫（1981-），男，广东增城人，学位：给水排水工程/学士，水力学及河流动力学/工学硕士，职称：讲师，研究方向：水力计算、水处理工艺。