低水头水电站枢纽拦河闸消力池优化设计

摘要：通过几个较典型的低水头河床式水电站枢纽工程的水力学试验研究，对拦河闸闸下采用局部

消力池的优化设计方案进行研究，分析了该方案的水流特点.。.结和工程实际运行情况，评价采用优

化方案的适应范围。

关键词：泄洪闸消力池优化方案

1 前言

低水头河床式迳流水电站枢纽工程，一般由电站、泄洪闸、船闸等主要建筑物组成。是集防

洪、发电、航运综合效益的水利工程。枢纽工程的布置受到水文气象、河道河势、地质条件、综

合利用、施工安排、材供应等因素影响。为避免枢纽各建设物运行时水流的互相干，将泄洪闸布

置在河道中部主河槽上，避免泄洪水流単側集中泄洪，在下游形成回流。水电站和船闸布置在泄

洪闸左右两側，减小发电尾水对通的影响。至于船闸和电站左右位置的确定，是根椐工程河道水

流条件、施工条件等因素决定。对于大中型水利枢纽工程布置经水工模型试验决定。

2 泄洪闸的消能方试

在低水头水电站枢纽中，泄洪闸属主要建筑之一。它起到蓄水发电和渲泄洪水作用。低水头

枢纽工程水流有上下游水位差，泄洪单宽流量较大特点。泄洪闸下游采用消能主要方有底流和面

流两种消能形。底流消能主要采用消力池和消力池中增设辅助消能工方消能。对于软基和地质条

件较差河床，下游水位变化幅度较大时，采用消力池底流消能形式。水流在池中充分消能后，与

下游水流平稳衘接。当泄洪闸下游河床地质条件较好，河道两岸岸坡稳定，下游水位变化幅度较

小，可采用面流消能形式，节省工程投资。近年来，广东省在河道上修建低水头水电站枢纽泄洪

闸下游多采用底流消能形式。

3 消力池优化方案提出

在本省兴建的孟洲坝水电站、西阳水电站、都平水电站均属低水头河床式迳流水电站枢纽。

在设计和施工中，当泄洪闸下游河床地质条件较好，提出对泄洪闸下游消力池进行优化设计。将

原设计消力池宽度减少一半，闸下采用局部消力池，以达到缩短施工期，节省工程费用。

4 消力池优化方案水流特点

采用消力池优化设计方案，泄洪闸水流特点主要为三个方面：

（1）渲泄大洪水时，过闸的水流有短时间急流向缓流过度。当泄洪闸全开时，上下游水位差

较小，对河床的冲刷能力较弱，工程河道的水流与原河道水流流态无较大改变。

（2）渲泄中小流量，闸上为正常蓄水位，当电站和船闸同时运行时，泄洪闸下泄的最大流量

是河道水流条件最为不利的情况。表现在：

①洪水集中在左或右侧下泄，加大了泄洪闸泄洪的负担；水流较集中，单宽流量加大，从而

使闸下的消力池的长度、深度加大，通常在消力池中增加辅助消能工，才能满足消能防冲的设计

要求。

②从左或右侧泄洪闸下泄的水流，水流在闸孔关闭处的上下游河床中形成回流，对船闸（电

站）的运行有影响，随着泄洪流量的减小，右和回流流速减小，对船闸（电站）运行影响较小。

（3）渲泄小洪水时，闸上为正常蓄水位，泄洪闸全部关闭，用发电控泄，由于流量较小，工

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