Page 9 - 2023年第21卷第2期
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进行计算,冲刷系数 K = 1.36。

                                     表 6 小湾水电站泄洪洞挑流水舌挑距与下游冲刷计算结果
                 Table6 Calculationresultsoftrajectorylengthanddownstream scouroftunnelspillwayinXiaowanHydropowerStation

               特征洪水     上游水位?m     下游水位?m      泄量?(m ?s)   机组流量?(m ?s)   总泄量?(m ?s)    挑距?m      最大冲深?m
                                                                                3
                                                                    3
                                                     3
                起调       1236.5      998.92       3460          0            3460       198.3      45.09
                校核       1242.51    1016.70       3799          0           20709       205.2      28.27

                                  T T  1
                                   1
                  因此有,F(Q) = + = 45 .09 × 6 = 270.5(m)
                            1
                                       
                                  J J
                                   1   1
                          T T 2
                           1
                  F(Q) = + + Δ L = 45 .093 + 28.273 + 205.2 - 198.3 = 227(m)
                    2
                          J J
                           1  2
                     B
                  而     = 150?sin30 = 300(m)
                    sin θ
                               B
                  可见 F(Q)<       ,且 F(Q)>F(Q),这表明泄洪洞下游河道消能承载力主要由模式 1,即起调水
                                              2
                                       1
                             sin θ
              位工况决定,泄洪洞泄洪规模对于所在河段而言能够满足消能荷载要求,是适当的。
              5 分析与讨论
                  前文从计算泄洪洞挑流水舌挑距与下游河道冲刷深度出发,建立了泄洪洞泄量与下游河道宽度、
              泄洪洞布置轴线与下游河道夹角、基岩抗冲能力、以及泄洪洞运行方式等指标之间的量化关系,据此
              可以对泄洪洞最大泄量的取值进行定量估算或合理性评估。根据上述估算方法对白鹤滩、小湾、溪洛
              渡、锦屏一级泄洪洞分别进行了定量估算研究,所得结果与工程实际以及设计方案基本一致,表明该
              估算方案具有较高的计算精度与可靠性。
                  上述工程实例中,小湾泄洪洞、锦屏一级泄洪洞、溪洛渡泄洪洞均已经历了高水位泄洪运行考
              验,白鹤滩泄洪洞 2021年也进行了水力学原型观测泄洪运用。小湾泄洪洞与白鹤滩泄洪洞最大泄量
              估算研究表明,泄洪洞规模是合理的,而溪洛渡泄洪洞与锦屏一级泄洪洞单洞泄洪规模均偏大,不能
              满足下游河道消能荷载的限制,为此,溪洛渡水电站采用了左右各 2条泄洪洞分开布置且水下对撞消
              能的布置方式,实践证明是合理且有效的。锦屏一级泄洪洞 2014年在接近正常蓄水位的高水位运行
              条件下进行了水力学原型观测,2015年实测结果发现下游河道冲刷在可控范围之内,未对下游河道岸
              坡防护构成明显不利影响。但泄洪洞泄洪会加剧下游河道推移质运动并对锦屏二级水电站电站进水口
              构成威胁,为此电厂管理部门制定了在中小洪水情况下优化开启坝身泄洪避免泄洪洞运行的泄洪运行
              原则。这一原则实际上相当于提高了泄洪洞运行的起调水位,这与本文针对锦屏泄洪洞最大泄量的估
              算研究结果具有良好的一致性。
                  必须指出的是,本文建立的定量计算方法仅可作为泄洪规模较为粗略的初步估算之用,其可靠性
              与计算精度存在如下局限性:其一,计算的前提是需要将挑流鼻坎概化为等宽挑坎,尽管这样处理会
              与实际情况有一定出入,但其最大的好处是可以将挑距与冲坑相对精确的计算出来,克服了不确定
              性,降低了问题分析的难度,而且按等宽挑坎计算也更能体现下游河道承受挑流水舌能量荷载的极限
              情况,进而使我们得以从能量耗散角度切入问题的量化研究;其二是下游冲刷公式的选用,挑流水舌
              对下游河道冲刷深度的计算一直是水工水力学关注的经典问题,长期以来,国内外众多学者开展了大
              量的研究工作,提出了许多经验性或半经验性的估算公式,刘沛清                                [26] 通过对各家公式进行分析发现,
              各公式的结构基本相同,差异在于基岩系数的取值有所不同,鉴于陈椿庭公式目前为我国工程界普遍
              采用,故本文仍沿用该公式进行估算。

                                                                                                —  1 1 1 —
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