宽尾墩联合消能工在我国的发展

宽尾墩联合消能工是我国首创的一项新技术。２０年来在我国已得到蓬勃的发展。本文回顾了宽尾墩消能工的发展历史；总结了宽尾墩－堰顶收缩射流新技术和各种传统的消能方式单独或联合消能工的流动特征、消能机理及消能能效果。讨论了有关的技术问题；提出了宽尾墩联合消能工今后发展的方向及展望。     

宽尾墩消力池联合消能工的消能机理及其水力计算方法

一、前言安康水电站河床坝段上的5个表孔是枢纽的主要泄洪建筑物,每孔净宽15m,设15m×17m(宽×高)弧形控制闸门,闸墩宽4 m,采用消力池底流消能工,消力池净宽95m。在设计洪水位333.10m时,5个表孔的总泄量14010m~3/S,人池单宽流量147.5m~3/S·m;校核洪水位337.05m时,总泄量为19045     

宽尾墩联合消能工在百色水利枢纽的研究和应用

介绍宽尾墩联合消能工在百色水利枢纽的研究和应用（１）采用宽尾墩－中孔－消池联合消能工的试验研究和水力计算；（２）采用宽尾墩一阶梯式坝面－消力池联合消能工的试验研究。     

中低水头宽尾墩联合消能工的应用与认识

通过几个工程实例,证明宽尾墩联合消能工应用于中低水头能够得到与高坝相同的消能防冲效果。这些实例包括了消能工的常规形式,因而具有一定的代表性。分析比较表明,从选择闸墩收缩比ε入手,借助经验公式Fr=6.56ε2-3.71ε+2.98初选收缩起始断面位置的方法有助于宽尾墩的设计与应用。     

宽尾墩-挑流联合消能在蟒塘溪水电站中的应用

近几年来在高水头、大流量和低佛氏数工程中难以用常规消能工解决消能工建成并投入运用。蟒塘溪水电站正是采用的这种宽尾墩－挑流联合消能，目前已投入运行，消能效果良好。水工模型试验表明：宽尾墩使下泄水流通掺气分散，增加了纵向扩散，减少入水单宽流量，因而提高了消能效果，减轻了坝下冲刷，保证了大坝安全。     

宽尾墩-跌坎底流消能工试验研究

针对某水电工程泄洪量大、单宽流量大、佛氏数低且河床易冲刷的特点,采用水工模型试验的方法对底流消能工、宽尾墩底流消能工、跌坎底流消能工及宽尾墩-跌坎底流消能工4个方案的消能效果进行了对比研究。结果表明,宽尾墩-跌坎底流消能工方案在典型工况下消能充分,出池水流衔接平顺,对下游河床冲刷较轻。详细介绍了4个消能方案的布置形式和试验过程,可为同类工程参考。     

莲花台水电站宽尾墩联合消能工的应用研究

针对莲花台水电站泄洪建筑物泄量大、单宽流量大、河床易冲刷的特点,通过模型试验对原设计的挑流消能方案和Y型宽尾墩+戽式消力池联合消能工方案进行了对比研究.试验结果表明,联合消能工方案在典型工况下消能充分,下游河床及电站尾水护坦末端冲刷大为减轻,出池水流衔接平顺,下游河道流态明显改善.该研究成果对类似工程有借鉴意义.     

工字型宽尾墩在滚弄水电站溢流表孔中的应用研究

介绍了一种新型的工字型宽尾墩底流消能工体型,以及在滚弄水电站溢流表孔消力池中的应用,并给出了各泄洪工况的主要水力学参数.     

宽尾墩+阶梯溢流坝+消力池的紊流数值模拟

宽尾墩 阶梯溢流坝 消力池一体化的坝面泄流形式是我国科技工作者提出的新型水工设施,已在实际工程中有所应用,但缺少数值计算成果。阐述了针对这种极其复杂的坝面形式进行的数值模拟,计算了设计和正常水位条件下的水力特性和宽尾墩进出口处的紊动能以及耗散率,数值计算结果与试验数据基本吻合。数值计算时单宽过量已达141m3/s·m,对宽尾墩 阶梯溢流坝 消力池一体化的方式有必要进行更深入的研究。     

岸边溢洪道中宽尾墩-消力池消能的水力特性研究

在阐述宽尾墩—消力池联合消能的基础上,将宽尾墩消能的思想运用到岸边溢洪道的消能防冲上。通过试验表明这一消能形式较其它方案消能充分,下游冲坑小,同时还可以大大缩短消力池的长度,取得了较好的效果。     

高拱坝表孔宽尾墩跌流水舌运动特性研究

为了探索高拱坝坝身表孔溢流采用宽尾墩堰顶收缩射流技术的可能性，在对水舌分散机理进行理论分析的基础上，对300m量级高拱坝条件下不同出流角度和不同泄流量下的宽尾墩射流水舌形态进行了实验观测．结果表明，采用跌流出口时，当跌流水舌在出口断面处于急流流态时，受断面收缩形成的冲击波的影响，跌流在出口断面沿垂向不同深度的水质点出射方向发生明显的改变，水舌在纵向明显拉开，具有良好的分散特性；当跌流的出口为缓流时，跌流水舌形成类似舌形坎的水舌流态，入塘水舌成月牙形，无论在纵向还是横向均充分拉开，使入塘水舌的分散度大大增加．     

X型宽尾墩消力池底板冲击压强规律研究

为了得到X型宽尾墩消力池底板的冲击压强的直接计算公式,分析了对冲击压强影响较大的几个因素,利用量纲分析对模型试验的大量数据进行了拟合,总结出一个能较好地反映冲击压强规律的经验公式。误差分析表明滚弄、鲁地拉、索风营、沙陀的冲击压强最大相对误差不超过16.3%,能较好地反映X型宽尾墩消力池内复杂水流的冲击压强。实例验证显示,阿海工程X型宽尾墩最大冲击压强计算值与实测值误差<-15.8%。     

与宽尾墩联合使用的台阶面破坏问题研究

宽尾墩+台阶式溢洪道的消能形式已被许多工程所应用,但从近年工程运行情况看,个别工程出现台阶面破坏现象。根据工程模型试验资料,结合同类工程原型观测资料,对有可能在宽尾墩水舌作用下,影响台阶面出现破坏的时均压强、近底流速、掺气浓度等水力学参数分别进行了测试分析;同时,依据台阶面脉动压强和时均压强试验测试数据,采用材料力学方法,对台阶面混凝土分层后的受力情况也进行了分析。结果表明若台阶面碾压混凝土出现分层与表面止水破坏,则脉动压强就会通过表面缝隙与层面间隙作用于混凝土,混凝土也可能因此出现最大正应力,而当最大正应力超过混凝土的抗拉强度,台阶面混凝土就可能出现破坏。     

与宽尾墩联合使用的台阶面水流压强特性研究

 随着RCC筑坝技术的发展,宽尾墩与台阶面联合消能技术已先后在许多工程中得到应用。通过工程原型与模型试验资料的综合分析,对不同体型及使用条件下,与宽尾墩联合使用的台阶内部压强与总体压强分布规律进行了研究。研究结果表明：台阶内部压强分布规律及台阶总体压强分布规律主要与堰面使用的宽尾墩形式有关,台阶坡比对台阶面总体压强影响幅度较小,台阶高度几乎不产生任何影响。     

岩滩水电站宽尾墩新型消能工的试验研究

本文介绍岩滩水电站宽尾墩戽式消力池的试验研究成果，原型运行表明，消能效果良好，该消能工型式较好的解决了大单宽流量、低佛氏数的消能问题