殘留圍堰對出水口水流敏感性影響分析

劉嘉夫 齊昕 王立杰

摘 要： 抽水蓄能電站一般采用爆破方法拆除施工圍堰，但是難以完全拆除，在出水口容易產(chǎn)生不利于工程運(yùn)行的水力現(xiàn)象。通過模型試驗(yàn)，對不同流量、不同水位和不同圍堰距離下的擴(kuò)散出流進(jìn)行研究，分析殘留圍堰對出水口擴(kuò)散出流的敏感性，為拆除施工圍堰提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：圍堰；攔污柵；水流擴(kuò)散 抽水蓄能電站進(jìn)出水口應(yīng)滿足進(jìn)流時(shí)，在各級水位及流量下均不產(chǎn)生有害的漩渦運(yùn)動，出流時(shí)，出口斷面流速均勻分布，且不產(chǎn)生反向流速，以避免造成攔污柵的振動和破壞[1-3]。施工過程中，一般采用爆破方法拆除施工圍堰，但是難以完全拆除，在出水口容易產(chǎn)生不利于工程運(yùn)行的水力現(xiàn)象[1，3]。

通過對不同流量、不同水位和不同圍堰距離下的擴(kuò)散出流水流條件進(jìn)行模型實(shí)驗(yàn)，分析殘留圍堰對出水口擴(kuò)散出流的敏感性，為拆除施工圍堰提供有益的參考。

1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃头椒?/p>

1.1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

模型要滿足重力相似和阻力相似，試驗(yàn)?zāi)Ｐ筒捎脵M向比尺1：40和縱向比尺1：40的正態(tài)模型，流量比尺為10119.29，流速比尺為6.32，糙率比尺為1.849，庫河段寬184m，長440m，引水主洞洞徑8m，洞長80m。為便于流速測量及水流流態(tài)的觀察，采用有機(jī)玻璃制作進(jìn)/出水口及管道部分，糙率相似要求可基本滿足。

1.2 試驗(yàn)方法

2 結(jié)果與分析

抽水蓄能電站淹沒擴(kuò)散出流存在明顯的水流不穩(wěn)定性，不論是有巖坎條件還是無巖坎條件，淹沒擴(kuò)散出流的流速過程隨時(shí)間呈明顯變化。為了說明淹沒擴(kuò)散出流時(shí)巖坎對流速的影響，本研究選擇了不同工況下同一流道底部和頂部的水流過程加以研究。

2.1 攔污柵斷面底部水流變化的敏感性分析

圖1 測點(diǎn)流速過程線圖

圖2 測點(diǎn)流速過程線圖

由此判斷，5m巖坎、16m出口距離對攔污柵底部流速的變化過程無明顯不利影響，而同樣巖坎、10m出口距離則對攔污柵底部流速產(chǎn)生了明顯影響，可以判斷5m巖坎、10m出口距離無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.2 攔污柵斷面頂部水流變化的敏感性分析

圖3 測點(diǎn)流速過程線圖

3 結(jié)論

參考文獻(xiàn)

[1]黃智敏，張從聯(lián)，朱紅華，等.抽水蓄能電站側(cè)式進(jìn)、出水口的體型研究[J].水電站設(shè)計(jì)，2007，（2）：22-24.

[2]高學(xué)平，宋慧芳，趙耀南.淹沒擴(kuò)散出流不穩(wěn)定現(xiàn)象研究[J].水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2006，（4）：29-33.

[3]張從聯(lián)，朱紅華，鐘偉強(qiáng)，等.抽水蓄能電站進(jìn)出水口水力學(xué)試驗(yàn)研究[J].水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2005，（2）：60-63.

作者簡介：劉嘉夫（1981-），男，廣東增城人，學(xué)位：給水排水工程/學(xué)士，水力學(xué)及河流動力學(xué)/工學(xué)碩士，職稱：講師，研究方向：水力計(jì)算、水處理工藝。