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流量系数偏大的主要原因。文献［11］给出了可计及上述参数影响的流量系数经验计算公式，其形式
如下：
æ A ö 0.047
μ = 0.957 ç 2 ÷ (1 - s ) 0.227 （2）
è A 1 ø
式中：m 为流量系数；A 、A 为压板段上、下游侧过水面积，A /A =5/6；s 为压板段顶坡坡比，s=1/6。
1 2 1 2
根据式（2），可以计算得到本工程泄洪底孔的流量系数为 0.91，这一结果与试验结果完全吻合，
也验证了上述计算公式的准确性。
3.3 底孔消力池水力学指标与下游冲刷 本工程水库泥沙问题较为突出，为确保电站进水口“门前

清”，设计方面最初拟定的泄水建筑物运行方式为：在宣泄中小洪水时，优先开启两个底孔进行泄洪
排沙运行；当 2 底孔下泄流量不能满足泄洪要求时，再开启表孔泄洪。
根据上述运行方式，首先针对 2 底孔全开运行工况开展了试验研究，不失代表性，针对如表 1 所
示的 2 个典型运行工况进行了试验研究：工况 1 为 50 年一遇洪水、消能防冲运行工况，2 底孔全开运
行，4 表孔同步局开运行，根据泄洪能力试验结果，确定表孔开度为 9.8 m；工况 2 为 2 年一遇洪水工
况，2 底孔全开运行，下泄流量为 3286.8 m /s，表孔不泄洪，因下游水位较低，是底流消力池水力学
3
指标的控制工况。为研究底孔不同运行方式对试验结果的影响，针对 2 年一遇洪水、2 底孔局部开
启、表孔参与泄洪的运行工况 3 进行了对比试验研究，见表 1。该工况下，2 底孔采用半开运行，下
泄流量 1574 m /s，表孔同样采用 4 孔齐步局开泄洪，下泄流量 1712.8 m /s。
3
3
表 1 试验研究工况
底孔开启 底孔下泄流量/ 表孔开启 表孔下泄流量/
序号 洪水频率/% 上游水位/m 下游水位/m
方式 （m /s） 方式 （m /s）
3
3
工况 1 2 3203 3177.22 2 孔全开 3286.8 4 孔局开 5921.2
工况 2 50 3203 3172.97 2 孔全开 3286.8 不泄洪 0
工况 3 50 3203 3172.97 2 孔半开 1574.0 4 孔局开 1712.8
试验中量测了底孔消力池沿程水面线、底板压强、临底流速、出池流速、以及消力池护坦下游
河道冲刷等水力学指标。试验表明：
（1）在消能防冲设计标准 50 年一遇洪水条件下，底孔消力池水面高程低于边墙墙顶 5.3 m，底孔
消力池最大临底流速 19.9 m/s，尾坎出池流速为 3.6 m/s，消力池出池水流与下游水面衔接基本平顺，
消力池护坦以下下游河道最大冲刷深度为 6 m。
（2）在宣泄 2 年一遇洪水、2 底孔全开运行工况下，底孔消力池最大临底流速 24.5 m/s，其量值高
于 50 年一遇消能防冲工况，消力池出池水流与下游河道水面衔接不够理想，存在较明显的跌流流
态，尾坎出池流速高达 12.1 m/s，消力池护坦以下下游河道最大冲刷深度为 13.4 m，冲刷坑等值线分
布见图 4 所示。
（3）在宣泄 2 年一遇洪水、2 底孔半开、4 表孔局开参与泄洪、运行工况下，消力池出池水流与下
游河道水面衔接平顺，尾坎出池流速由全开时的 12.1 m/s 下降至 3.5 m/s，护坦流速由全开时的 9. 5m/s
下降至 3m/s，消力池护坦以下下游河道最大冲刷深度仅 1.2 m，冲刷坑等值线分布见图 5 所示。
（4）进一步的研究表明，以 2 底孔半开为前提条件，泄洪表孔参与泄洪的运行方式下，在 50 年一
遇消能防冲设计洪水范围内，底孔消力池尾坎以下下游河道冲刷的最不利工况为宣泄 20 年一遇洪水
工况，对应的最大冲刷深度为 5.3 m。
根据上述试验结果，建议设计方面对最初拟定的泄水建筑物运行方式进行了优化调整：在宣泄
20 年以下中小洪水时，采用表孔参与泄洪、两个底孔局部开启方式进行泄洪排沙运行。
针对调整后的泄水建筑物运行方案，开展了系统的水工模型试验研究。试验研究工况组合与下
游冲刷试验结果见表 2 所示。试验结果表明，在宣泄 2 年、5 年、10 年一遇的中小洪水工况下，表孔

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