水闸泄流能力实验指导

泄流能力模型试验指导书

一．基本资料：

1.某水利枢纽工程，总平面布置主要采用引水式厂房,因坝址地形狭窄,故电站厂房布置在大坝下游约300m处右岸, 枢纽主要建筑物为大坝、引水发电隧洞，电站厂房、升压站及进站公路等组成,坝顶轴线总长度为139.1m。

2.大坝为重力坝，坝轴线垂直于河床布置，坝顶总长139.10m，溢流坝段置于河床中部，坝段长52.00m,设3孔溢流闸，单孔孔口尺寸为14.0×10.0m（宽×高），溢流堰堰顶高程435.0m，堰面采用WES曲线，挑流消能；溢流坝段两端为非溢流坝段，坝顶高程为450.00m，坝顶宽5.0m，左岸、右岸坝段长度为46.0m和41.6m，溢流坝段最大坝高58.50m。

溢流坝布置于河床中部，溢流前缘长52.0m，溢流净宽42.0m，堰顶高程435.00m，堰面采用WES曲线，堰面曲线定型设计水头采用最大水头的80%，即Hd=0.8Hmax。，堰面曲线前段由三段圆弧组成。

溢流坝最大坝高为59.50m，大坝底宽为46.75m。溢流坝上游坝面在高程417.00m以上坝面垂直，高程417.00m以下坝坡为1:0.2。下游堰面曲线方程为y=0.0605x1.85。堰面曲线与反弧段间采用直线连接，直线段坡度为1:0.9，长度为4.57m。溢流坝反弧段半径为19.5m，反弧挑射角度为21.24°，溢流面采用C30聚丙烯纤维砼结构。

溢流堰堰顶设闸门控制，分为3孔，每孔均设平面检修闸

门门槽及弧形工作闸门门槽各一道。闸门孔口尺寸为14×10m （宽×高），闸门顶高程为445.50m。采用液压启闭方式,上游检修闸门则由一台移动门机启闭，启闭平台高程为451.50m。

溢流坝剖面见图。

3.枢纽洪水及泄流计算成果

正常蓄水位：445.0m 设计洪水位：446.80m(P=2%) 校核洪水位：449.09m( P=0.5%) 死水位:443.0m

各频率相应洪峰流量及调洪后上、下游水位见表。

溢流坝堰型为开敞式曲线型实用堰, 按开敞式幂曲线实用堰的公式进行泄流能力计算, 计算公式如下:

Q=n×b×m×ε×σ

m ×g

2×H

3/2

其中（各参数计算详见水力学教材）:

Q –泄流量(m3/s)

n –孔口数量

b –孔口净宽(m)

m –流量系数

ε—侧收缩系数

σm—淹没系数

H

—计入行近流速水头的堰上水头(m)

溢流坝设计泄流曲线成果表

注: 溢流坝设3孔孔口尺寸为14×10.0m(宽×高),堰顶高程为435.0n

二．试验任务

1. 根据DL/T 5244—2010《水电水利常规水工模型试验规程》，模型拟定

为正态整体模型，按重力相似准则设计，模型与原型保持几何相似、水

流运动相似和动力相似。模型试验根据场地与任务拟定几何比尺

=50。计算其他相关比尺：流速比尺，流量比尺，糙率比尺。

L

2. 用水准仪测量堰顶高程与上游水位测针零点高程，用超声波流量计测量

流量并换算成原型流量，设计水位流量记录表格。

3. 验证溢流坝过流的泄流能力。试验大坝2年、5年、10年、20年、30

年、50年、200年各级流量下溢流坝全开的坝前水位。

4. 把实验成果与设计泄流成果比较，计算各水位下实验成果与设计成果的

偏离程度，分析产生不同结果的原因，分析不同水位下为什么有不同偏离程度？

参考文献

[1].王溢波.水利水电工程实验教程[M].大连：大连理工大学出版社，2007.

[2] 张志昌.水力学实验[M].北京：机械工业出版社，2006.

[3].吴持恭.水力学（上）[M].北京：高等教育出版社，2003.

[4].林继镛.水工建筑物[M].北京：中国水利水电出版社，2006.