引水隧洞洞內(nèi)消能問題的研究.pdf

1、近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，對水的需求不斷增加，跨流域調(diào)水工程在全國許多地區(qū)進行規(guī)劃和建設中。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)地形特點和工程建設運行條件，大多采用定流量、變水頭的無壓隧洞引水，水流消能設施布置十分困難。采取洞內(nèi)消能是解決這個難題的有效途徑。 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，根據(jù)定

2、流量、變水頭的無壓洞引水的特點，研究確定采用洞內(nèi)水流銜接和底流消能設施的合理結(jié)構(gòu)形式，確保輸水的安全。 通過模型試驗成果的分析，證明進口段的體型設計是合理的；閘門下游采用漸擴式邊墻，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)的強烈紊動，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較強，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、 通過模型試驗研究，采用加設穩(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)定了波動的水面，確保洞內(nèi)的洞頂余幅要求和輸水安全。 模型試驗中還采用自制的摻氣測量儀器和電容式摻氣傳感器進行摻氣量的測量。驗證摻氣坎的摻氣作用可以保護溢流面免遭孔蝕破壞。同時對兩者方法所測得的試驗成果對比分析，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的初步研究表明，底流斜坡水躍的消能和輔助消能設施相結(jié)合，高水頭運行時