高拱坝挑跌流水垫塘水力特性及其稳定安全研究

发布时间：2020-06-25 05:13

【摘要】：高拱坝工程一般具有“高水头、大泄量、窄河谷、水流向心集中”等特点,泄洪消能布置十分重要且复杂,挑跌流水垫塘是一种采用较为普遍且经济的坝身泄洪消能布置形式,其水力特性及安全稳定性尚需要进行深入研究。本文在整理分析前人研究成果的基础上,以某高拱坝工程水垫塘为研究对象,结合国家重点研发计划项目(枢纽泄洪运行安全实时调控技术2016YFC0401904)课题内容,采用水工整体模型试验及数值模拟计算研究手段,通过泄水建筑物结构型式调整、水流条件变化等对坝身泄洪消能问题重点是水垫塘的水力特性响应及安全稳定性进行了研究。主要研究内容及成果有:(1)研究了不同中孔挑角组合工况(-5°,0°,5°,10°)碰撞消能的水垫塘水力特性,确定了挑跌流碰撞消能水舌碰撞交汇夹角α、碰撞叠加比γ、入水面积A与底板冲击压力ΔP_m的相关关系:随着中孔挑角的增大,表孔水舌与中孔水舌碰撞点位置向上游偏移,水舌碰撞点高程抬升;适当增大中孔挑角,可以增大水舌碰撞交汇夹角α,保证一定的空中碰撞消能率,而减小碰撞叠加比γ,可以分散水流,扩大入水面积A,减轻水垫塘底板冲击压力ΔP_m。(2)研究了不同表孔体型(边表孔均采用等宽式,中表孔分别采用扩散坎、宽尾墩、舌形坎、燕尾坎等形式)碰撞消能的水垫塘水力特性响应关系,分析了结构型式的改变对底板冲击压力ΔP_(m底)、边墙冲击压力ΔP_(m边)和二道坝冲击压力ΔP_(m坝)三者之间的影响,水垫塘整体安全稳定应同时权衡水垫塘底板、边墙及二道坝等水力特性,燕尾坎-20°方案相对而言效果较好。(3)基于边表孔出口等宽式+中表孔燕尾-20°+中孔挑角(0°-10°-10°-0°)的相对较优方案,对水垫塘安全稳定控制指标(单位水体消能率、脉动压力均方根、最大冲击压力、压力梯度等)进行了初步分析,同时比较了水流条件改变对底板动水压力冲击区范围及压力梯度变化的影响并分析了其基本规律。
【学位授予单位】：长江科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TV653;TV135.2

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王一博;;拉西瓦水电站中反拱形水垫塘结构的分析与应用[J];内蒙古水利;2016年02期

2 尹大芳;唐复兴;赵智华;;二滩水电站溢流坝水垫塘设计[J];水电站设计;1989年04期

3 廖华胜,许唯临,杨永全,吴持恭;多股射流入射水垫塘点面脉动压力特性[J];四川联合大学学报(工程科学版);1999年01期

4 潘科;;白鹤滩水垫塘设计稳定性分析[J];水利科技与经济;2014年12期

5 廖华胜，吴持恭，杨永全，许唯临;水垫塘三元复杂紊流场试验测试研究[J];水动力学研究与进展(A辑);1996年05期

6 黄国强;;关于水垫塘内动水压力允许值△P的取值问题[J];水电与新能源;2010年06期

7 曹明伟;刘小静;武三宝;;水垫塘反弧段抗冲磨混凝土试验及运用[J];施工技术;2010年S2期

8 杨国瑞;;二滩水电站坝下水垫塘的水力设计[J];水电站设计;1991年03期

9 孙建;张春财;丰小玲;郝秀玲;张发茂;;溪洛渡高拱坝反拱水垫塘与平底水垫塘流场的三维数值模拟比较[J];四川大学学报(工程科学版);2009年05期

10 李玉柱,孙建;小湾工程水垫塘优化布置的试验研究[J];云南水力发电;2000年01期

相关会议论文 前10条

1 王继敏;王s铊

本文编号：2728910