弯道取水口引水防沙模型试验设计及优化

［ 收 稿 日期 】２ ０ １ ３ 一 Ｏ ８ — ２ ８
［ 作者简 介】 侯芳（ １ ９ ８ ７ 一 ） ， 女， 现就读 于四川 大学水力 学及河流动力学国家重点实验 室研究生 ， 研究方向 ： 水力模型试验研 究。 ５ 一
一
吉 林水 利
弯道取 水 口引水 防沙模型 试 验设计 及 优化
对 电厂 原 设 计 方 案 进 行 典 型 工 况 水 沙 试 验 ．
初 步 了解 方 案 引水 防沙 情 况后 进 一步 优化 设 计 取
２ 试 验 成 果
２ ． １ 原 设计 方案试 验现 象
２ ． １ ． １ 流 态观察
பைடு நூலகம்
水 工程 建（ 构１ 筑 物 的型 式 ， 确 定取 水 枢纽 的总体 布
设 计标 准 为 １ ０ ０年一 遇洪 水设计 、ｌ ０ ０ ０年一 遇洪
水 校核 。为确保取 水 安全 、 可靠 和取水 枢纽 工 程设 计优化 ， 推荐 经 济合 理 、 运 行安 全 可靠 的电厂 取 水 枢 纽工 程方 案 。 进 行该 工程 水工模 型试 验
１ 试 验 概 况
机组 。 拆 除老 厂 ４ ｘ １ ２ ５ ＭＷ 机 组 以“ 上 大压 小 ” 方式 异 地 建设 ２ ｘ ６ ６ ０ ＭＷ 机 组 ． 新建 工程 补 给水 取 自偏 岩河 ． 偏 岩 河 为长 江 流域 乌江 左 岸一 级 支流 ． 拟建 取 水 口位 于木 孔水 文 站上 游 ９ ． ５ ｋ ｍ． 茶 园河 与 偏岩 河 汇合 口下 游 约 ２ ０ ０ ｍ处 ， 距本 工程 厂址 约 １ ． ５ ｋ ｍ。 工 程拟 建 取 水 枢 纽 型 式 为 拦 河 闸 坝 结 合 的 方式 ．
水位 、 比降变 化 ， 并进 一 步分 析 取水 枢 纽泄 洪 能 力
是 否达 到设 计 标 准 最 后观 察河 道 下 泄不 同频 率
洪水 时 ， 输 沙 过程 进行 观测 ． 测 量各 工 况泥 沙 淤 积
由试 验观 测 可知 。现有 坝 上 游段 水 流 流 态 与 天 然 情况 基本 相 似 ：现 有 坝处 受 闸坝 取 水 枢 纽 壅 水影响 。 ５ ０ ０ ｍ３ ／ ｓ 流 量 时 。水 面 跌 落 较 天 然 情 况减
类 工程 实验 提供 设计 参考 ［ 关 键词 ］泥 沙研 究 ； 方 案优 化 ；模 型 试 验 ； 黔 北 电厂 【 中 图分 类 号 ］ Ⅳ ７ ３ ２ ． １ ［ 文 献 标 识 码 ］Ａ
黔北 发 电总 厂现 有 装机 ４ ｘ １ ２ ５ ＭＷ＋ ４ ｘ ３ Ｏ Ｏ ＭＷ
的取水 目的 拟建 包 括 约 ２ ． Ｏ ｋ ｍ 的试 验 河 段 正 态水 工 泥 沙 模型 ． 模 型 比尺 ｋ Ｌ ＝ ４ ０ ． 推 移 质 泥 沙 模 型 选 用 天 然 沙 ｓ ＝ ２ ． ６ ５ Ｔ ／ Ｍ。 。 模 型尾 水处 设置 了尾 水控 制装 置 ， 校准 了模 型系 统误 差 ， 精 确相 似 。模 型布置 示 意如 右图：
平衡 后 形态 以进 一步 优 化 引水 防沙 工 程措 施 通
过上 述模 型 系列水 沙 试 验 ．分析 取 水 河段 取 水 条
缓． 大频率洪水 １ ５ ８ ０ ｍ３ ／ ｓ 流态变化不大 。 水 面 波
动 明显 ： 闸 坝段 水流 主 流偏 向闸孔 侧 出流 ， 闸 坝上
件 及河 床 冲淤 变 化 规 律 ， 以 达 到 安全 、 可靠 、 合 理
［ 摘 要 ］ 黔 北 电厂 取 水 口枢 纽 布 置在 河道 急 弯段 ，水 流 流 态 复 杂 ， 水 力 学影 响 因 素 难 以控 制 。为 确 保取 水 安 全 、
可 靠 以及 取 水 枢 纽 工程 设 计 优 化 ，通过 相似 原 理 与 模 型 试 验 对 特 征 流 量 级 下 水 流 流 态 、流 速 分 布 、 泥 沙 冲积 等 关键 水 力 因素 进 行研 究 并 结合 泥 沙 淤 积 结 果提 出 了新 增 拦 沙 坎 的 实验 条 件 。通 过 两设 计 方 案 对 比取 优 ，结 果 表 明新 设 计 方 案 泄 洪 防 冲效 果 显 著 。 鉴 此 ，本 文通 过 对 实验 设 置 布 置 、 现 象结 果 优 化 措 施 等 进 行 详 细 介 绍 ．为 此
侯
芳 等 ２ ０ １ ４年 ０ １月
３ ） 当来 流 量 大 于 ６ ０ ｍ３ ／ ｓ ， 三 孔 冲沙 闸 全 开 ， 采
３ 结语
１ ） 当河 道 来 流 量 小 于 ２ ０ ｍ ３ ／ ｓ时 ， 泄 洪 冲 沙 闸 全部关闭 ． 水位维持 在 ８ ２ ７ ． ０ ｍ 以上运行 ， 可 以保
置 方案 ， 选 择 合适 的取 水枢 纽建 筑 物 型式 、 尺 寸 和 优 化建 筑 物 布置 研 究 取水 河段 内各 级 流量 沿 程
试 验 主要 对 河 道 下泄 ５ ０ ０ ｍ３ ， ｓ 及 １ ５ ８ ０ ｍ３ ／ ｓ流 量 下水 流流 态进行 研究 。试 验结 果见 下 图 ：
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［ 文章 编号】１ ０ ０ ９ — ２ ８ ４ ６（ ２ ０ １ ４ ）０ １ — ０ ０ ０ ５ — ０ ４
吉 林
水
利
２ ０ １ ４年 ０ １ 月
弯道取水 口引水 防沙模型试验设计及优化
侯 芳 ．彭 清娥 （ 四 川大 学水 力学与 山 区河流 开发 保 护 国家重 点 实验 室。四川 成 都 ６ １ ０ ０ ６ ５ ）
证 电厂充 分取 水 ， 这 一 时期上 游来 沙量 恨少 ；
用 大排 大 泄方 式 冲沙 运 行 ，两 种方 案 在 加设 拦 沙
坎后 ． 取 水 口基本 达到 “ 门前 清 ” 的 防沙效 果 。 综 合考 虑 两 方案 引 水 防沙 试 验 成果 ，两 方 案
均 基 本可行 ． 方 案二 略优 于方 案一 。口
参 考 文献 ：