唐家灣水庫非常泄洪洞消能設(shè)施的優(yōu)化

呂平

（山西省水利水電科學(xué)研究院，太原030002）

1 唐家灣水庫泄洪設(shè)施概述

唐家灣水庫樞紐主要由大壩、沖砂泄洪洞、灌溉洞和提水泵站四部分組成，水庫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為百年一遇洪水設(shè)計，在實際運(yùn)用過程中，人為地改變了水庫原校核洪水位的汛限起調(diào)水位，使水庫校核標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到了千年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。水庫舊泄洪洞位于大壩中部0+165.00樁號處，洞身與壩軸正交，洞身為城門洞型，出口為底流消能。新設(shè)計的非常泄洪洞（以下簡稱泄洪洞）位于大壩左側(cè)，為一雙孔矩形箱工混凝土結(jié)構(gòu)，全長144.61 m，百年一遇洪水位時，泄量為410.46 m3/s，千年一遇洪水位時，泄量為423.79 m3/s。主要由洞身段、陡槽擴(kuò)散段、消力池段及海漫段防沖槽段四部分組成。水庫運(yùn)行方式為：百年一遇洪水來臨時，由舊泄洪洞泄洪，當(dāng)洪水位超過百年一遇洪水位時，全部開啟非常泄洪洞與舊泄洪洞泄洪。本文主要針對非常泄洪洞的消能效果進(jìn)行了探討，通過試驗優(yōu)化了消能設(shè)施，提出了高效可行的設(shè)計方案，節(jié)約了工程成本。

2 模型設(shè)計及水力要素量測

試驗采用正態(tài)模型制作，按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計，模型制作滿足《水工模型試驗規(guī)程》精度的要求，通過計算比選，選定λL=40，模型各物理量比尺如下：

長度比尺：λH=λL=40

流速比尺：λv=λL1/2=6.32

流量比尺：λQ=λL5/2=10119.29

糙率比尺：λn=λL1/6=1.85

泄洪洞為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其糙率為np=0.014～0.015，相應(yīng)模型糙率為nm=0.0075～0.0081，采用聚氯乙烯板和有機(jī)玻璃板制作模型，其糙率n=0.0079～0.0085，可滿足試驗要求。為了方便試驗觀測，模型側(cè)墻采用有機(jī)玻璃板制作。泄洪洞流量用三角堰量測，水位用針型水位計量測，流速用86型直讀式微型旋漿測速儀量測。……