福生水电站水工模型试验研究
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床 ， 段 长 度 １５０ 共 设 ２ 坝 ３ ．０ｍ， ２孔 翻板 门 ， 孔 闸 每
门 宽 ６０ 堰 顶 高 程 ４６３ 冲砂 闸坝 段 布置 ．０ｍ， １ ． ｍ； ０ 在 主河 床 ，共 设 ２个 孔 ，下 游 均 采 用底 流 消 能 型
式 ， 力池 池 长 １ ． ｍ ， 内布 置 消 力墩 以提 高 消 消 ６０ 池
不 同工 况 下 的 翻板 门泄 流 量 见 图 ２中原 设 计 泄 流 曲线 ； 水位 按 下 游 坝址 水位 流 量 关 系查 得 。 尾
计 提供 的资料 ， 开展 了水工模 型试验研究。
３ 模型设计 与制 作
根据模型试验 的 目的和要求 ，采用断面模型 进行试验 ， 试验在 １ｍ 宽的玻璃水槽内进行。 模型几何 比尺采用 Ａ翻 Ａ＝ ２ 。模型其它 ＝ ＬＡ ＝ ５
深 度略 有 减 小 。
２） 混 凝 土 坝 校 核 工 况 下 ， 设 计 方 案 进 闸 在 原
模 型试 验 分 别 对 原 设 计 及 优 化 方 案 的 翻板 门
发 电厂 房 组成 。自 由溢 流坝 布 置 在 主河 床 右侧 ， 坝
２ 设计提供 的资料
福 生 水 电站 坝 址 处 各 频 率 洪 水 的 洪 峰 流 量见
表 １ 。
表 １ 坝址 各频率洪 水的洪峰 流量及调洪成果
段长度 ８． ６５ ｍ； 翻 板 门 泄 水 闸坝 段 布 置 在 主 河 ０
能效果。
，
坝基为玄 武安 山岩 。 风 化带厚度 一般 ２３ 强 ～ ｍ， 以下 为 中等 风化 岩 石 。下 游 河道 开 挖后 基 本为
岩基， 中等风 化 基 岩 抗 冲 刷 流 速 ： 当水 深 小 于 ２ｍ 时 ， 冲 刷流 速 为 ２ ３ｍ／。 抗 ～ ｓ 由于 翻板 门 的 泄 流 流 态 较 复 杂 ， 因此 ， 据设 根
４ 卜 ‘ － ０ ｑＩ
回 国日 国 国国Ｉ 国国 Ｂ曰 罔 回
尾 坎
图 １ 翻 板 门 泄 水 闸设 计 方 案 模 型 布 置 图
流量／ ‘ ｍ
４ 模 型 试 验
４１ 泄流 能 力 ．
圈 ３ 翻板 门试验推 荐方案 泄流 曲线
案 基本 相 同 ， 内水 流 紊 动更 充 分 ， 案 ３的冲 坑 池 方
・
堰 体 部 分 采 用水 泥 刮 制 ，消 力池及 闸 墩部 分 采 用有 机 玻 璃 制作 ； 游 河 道 按 定 床 用红 砖 铺 砌 ； 上
下游河道按动床采用常规 的散砂砾模拟。根据设
５ ・ ２
２ １ 年第 ４期 ０１
表 ２ 模 型 比尺 计 算 成 果 表
东北 水利 水 电
了依 据 。
［ 关键词 】水 电站 ； 翻板 门泄水闸 ； 水工模 型试验
【 中图分 类号 】Байду номын сангаас １ １６ Ｖ３． １
［ 文献标识码 ］ Ａ
０ 引 言
福 生 水 电站位 于 白 山 市 靖 宇 县 花 园 口镇 高 丽
刷 坑 的位置 ） 对 下游 冲 刷 影 响。 及
４） 化 消能 建筑 物 型 式和 详 细 的结 构 尺寸 ， 优 并 达 到 较好 的消 能 效 果 。 ５） 出 翻板 门在 全 开 情 况 下 的 运行 方 式和 控 提
【 要 】 生水 电站采 用底流式 消力池 消能。其特点 是水 头低 、 摘 福 流量大 ， 是典 型的低佛 氏数消
能。 加之 自由溢流坝 、 翻板 门泄 水闸、 冲沙 闸联 合泄 洪 ， 因此翻板 门运行 工 况有无限制 、 流能 泄
力及 消 能 效 果 能 否 满 足设 计 要 求 就 需 要 进 行 深 入 研 究 。 经 过 断 面模 型 试 验 ， 化 了 辅 助 消 能 优 工 布 置 ， 善 了流 态 ， 短 了池 长 ， 出 了翻 板 门 小 洪 水 工 况 下 的 不 稳 定 流 范 围 ， 设 计 提 供 改 缩 提 为
水利科研
【 文章 编号 ］ｏ ２ ６ ４ ２ １ ）４ ０ ２ ３ １ｏ —０２ （０ １０ —０ ５ —０
东北水利水电
２ １ 年第 ４ ０１ 期
福生水 电站水工模型试验研究
常云华 １李 宗伟 ，刘 建 ｚ吴 亮 ｔ ， ， ，
（． 春 工程 学 院 ， １长 吉林 长春 １０１ ；． ３０２２四平市 水 电勘 测设 计 院 ， 吉林 四 平 １６０ ３００）
制条 件 。
城 子村 北 ， 花 江流 域 头 道 松 花 江 中下 游 ， 松 坝址 上
游 距 抚 松 县 北 江 电站尾 水 渠 ２８ｋ ． ｍ，下 游 ７ ０ １ ５ ３ ３ 处 为 白 山 电站库 尾 。是一 座 以发 电为 主 ， 顾 旅游 兼 等 综 合 利 用 的水 利 枢 纽 工 程 。 工程 主要 由挡 水 坝 、 流 坝 、 水 闸 、中砂 闸、 溢 泄
选 该粒 径 范 围 的散砂 砾 作 为 模型 砂 。 翻板 门泄水 闸设 计方 案 模 型 布 置 见 图 １ 。
流 量 ／ ・ ｍ ｓ 一
一 一
． ．
原设计 曲线 一试验设计方案 试验设计方案 １一试验设计方案 ２ 试验设计方案 ３
图 ２ 翻板 门试验 各方案泄流 曲线
力池 底越
比尺 见 表 ２ 。
１ 试 验 研 究 内容
１ 验 证 翻 板 门 泄 水 闸段 各 种 频 率 洪 水 时 的 泄 ） 流 能力。 ２） 提供 宣 泄 各 种 频 率 洪 水 时 各 类 泄水 建筑 物 上 的水 面 线 、 态 及 流速 分 布 。 流 ３） 供 宣 泄 各 种 频 率 洪 水 时消 能 效 果 （ 中 提 含
水 利科研
日
计 提 供 的 河 床 地 质 岩石 抗 冲流 速 ２０ｍ／， 依 兹 ． ｓ按
＊
巴什公式 （＝ ——抗冲流速 ， ｓｄ ｋ ｍ／；——散沙料 粒径 ， ｍ；——岩性 系数 ， 一般取 ５ ７ 算得原型 ～ 计 沙 粒 径 ， 模 型 比尺 换 算 相 应 的 模 型 砂 粒 径 ， 筛 按 并
门 宽 ６０ 堰 顶 高 程 ４６３ 冲砂 闸坝 段 布置 ．０ｍ， １ ． ｍ； ０ 在 主河 床 ，共 设 ２个 孔 ，下 游 均 采 用底 流 消 能 型
式 ， 力池 池 长 １ ． ｍ ， 内布 置 消 力墩 以提 高 消 消 ６０ 池
不 同工 况 下 的 翻板 门泄 流 量 见 图 ２中原 设 计 泄 流 曲线 ； 水位 按 下 游 坝址 水位 流 量 关 系查 得 。 尾
计 提供 的资料 ， 开展 了水工模 型试验研究。
３ 模型设计 与制 作
根据模型试验 的 目的和要求 ，采用断面模型 进行试验 ， 试验在 １ｍ 宽的玻璃水槽内进行。 模型几何 比尺采用 Ａ翻 Ａ＝ ２ 。模型其它 ＝ ＬＡ ＝ ５
深 度略 有 减 小 。
２） 混 凝 土 坝 校 核 工 况 下 ， 设 计 方 案 进 闸 在 原
模 型试 验 分 别 对 原 设 计 及 优 化 方 案 的 翻板 门
发 电厂 房 组成 。自 由溢 流坝 布 置 在 主河 床 右侧 ， 坝
２ 设计提供 的资料
福 生 水 电站 坝 址 处 各 频 率 洪 水 的 洪 峰 流 量见
表 １ 。
表 １ 坝址 各频率洪 水的洪峰 流量及调洪成果
段长度 ８． ６５ ｍ； 翻 板 门 泄 水 闸坝 段 布 置 在 主 河 ０
能效果。
，
坝基为玄 武安 山岩 。 风 化带厚度 一般 ２３ 强 ～ ｍ， 以下 为 中等 风化 岩 石 。下 游 河道 开 挖后 基 本为
岩基， 中等风 化 基 岩 抗 冲 刷 流 速 ： 当水 深 小 于 ２ｍ 时 ， 冲 刷流 速 为 ２ ３ｍ／。 抗 ～ ｓ 由于 翻板 门 的 泄 流 流 态 较 复 杂 ， 因此 ， 据设 根
４ 卜 ‘ － ０ ｑＩ
回 国日 国 国国Ｉ 国国 Ｂ曰 罔 回
尾 坎
图 １ 翻 板 门 泄 水 闸设 计 方 案 模 型 布 置 图
流量／ ‘ ｍ
４ 模 型 试 验
４１ 泄流 能 力 ．
圈 ３ 翻板 门试验推 荐方案 泄流 曲线
案 基本 相 同 ， 内水 流 紊 动更 充 分 ， 案 ３的冲 坑 池 方
・
堰 体 部 分 采 用水 泥 刮 制 ，消 力池及 闸 墩部 分 采 用有 机 玻 璃 制作 ； 游 河 道 按 定 床 用红 砖 铺 砌 ； 上
下游河道按动床采用常规 的散砂砾模拟。根据设
５ ・ ２
２ １ 年第 ４期 ０１
表 ２ 模 型 比尺 计 算 成 果 表
东北 水利 水 电
了依 据 。
［ 关键词 】水 电站 ； 翻板 门泄水闸 ； 水工模 型试验
【 中图分 类号 】Байду номын сангаас １ １６ Ｖ３． １
［ 文献标识码 ］ Ａ
０ 引 言
福 生 水 电站位 于 白 山 市 靖 宇 县 花 园 口镇 高 丽
刷 坑 的位置 ） 对 下游 冲 刷 影 响。 及
４） 化 消能 建筑 物 型 式和 详 细 的结 构 尺寸 ， 优 并 达 到 较好 的消 能 效 果 。 ５） 出 翻板 门在 全 开 情 况 下 的 运行 方 式和 控 提
【 要 】 生水 电站采 用底流式 消力池 消能。其特点 是水 头低 、 摘 福 流量大 ， 是典 型的低佛 氏数消
能。 加之 自由溢流坝 、 翻板 门泄 水闸、 冲沙 闸联 合泄 洪 ， 因此翻板 门运行 工 况有无限制 、 流能 泄
力及 消 能 效 果 能 否 满 足设 计 要 求 就 需 要 进 行 深 入 研 究 。 经 过 断 面模 型 试 验 ， 化 了 辅 助 消 能 优 工 布 置 ， 善 了流 态 ， 短 了池 长 ， 出 了翻 板 门 小 洪 水 工 况 下 的 不 稳 定 流 范 围 ， 设 计 提 供 改 缩 提 为
水利科研
【 文章 编号 ］ｏ ２ ６ ４ ２ １ ）４ ０ ２ ３ １ｏ —０２ （０ １０ —０ ５ —０
东北水利水电
２ １ 年第 ４ ０１ 期
福生水 电站水工模型试验研究
常云华 １李 宗伟 ，刘 建 ｚ吴 亮 ｔ ， ， ，
（． 春 工程 学 院 ， １长 吉林 长春 １０１ ；． ３０２２四平市 水 电勘 测设 计 院 ， 吉林 四 平 １６０ ３００）
制条 件 。
城 子村 北 ， 花 江流 域 头 道 松 花 江 中下 游 ， 松 坝址 上
游 距 抚 松 县 北 江 电站尾 水 渠 ２８ｋ ． ｍ，下 游 ７ ０ １ ５ ３ ３ 处 为 白 山 电站库 尾 。是一 座 以发 电为 主 ， 顾 旅游 兼 等 综 合 利 用 的水 利 枢 纽 工 程 。 工程 主要 由挡 水 坝 、 流 坝 、 水 闸 、中砂 闸、 溢 泄
选 该粒 径 范 围 的散砂 砾 作 为 模型 砂 。 翻板 门泄水 闸设 计方 案 模 型 布 置 见 图 １ 。
流 量 ／ ・ ｍ ｓ 一
一 一
． ．
原设计 曲线 一试验设计方案 试验设计方案 １一试验设计方案 ２ 试验设计方案 ３
图 ２ 翻板 门试验 各方案泄流 曲线
力池 底越
比尺 见 表 ２ 。
１ 试 验 研 究 内容
１ 验 证 翻 板 门 泄 水 闸段 各 种 频 率 洪 水 时 的 泄 ） 流 能力。 ２） 提供 宣 泄 各 种 频 率 洪 水 时 各 类 泄水 建筑 物 上 的水 面 线 、 态 及 流速 分 布 。 流 ３） 供 宣 泄 各 种 频 率 洪 水 时消 能 效 果 （ 中 提 含
水 利科研
日
计 提 供 的 河 床 地 质 岩石 抗 冲流 速 ２０ｍ／， 依 兹 ． ｓ按
＊
巴什公式 （＝ ——抗冲流速 ， ｓｄ ｋ ｍ／；——散沙料 粒径 ， ｍ；——岩性 系数 ， 一般取 ５ ７ 算得原型 ～ 计 沙 粒 径 ， 模 型 比尺 换 算 相 应 的 模 型 砂 粒 径 ， 筛 按 并