耿莊一庫(kù)進(jìn)出水交換模型試驗(yàn)研究

楚建收

1 工程概況

山西省萬(wàn)家寨引黃入晉工程是從黃河萬(wàn)家寨水庫(kù)取水，分別為太原，平朔，大同三個(gè)能源基地供水。耿莊水庫(kù)是北干線為朔州市供水線路末端的調(diào)節(jié)水庫(kù)，主要任務(wù)是年調(diào)節(jié)與事故調(diào)節(jié)、水量平衡、沉積處理泥沙，同時(shí)兼有反調(diào)節(jié)功能。

耿莊一庫(kù)位于工程區(qū)西部，屬半挖半填平原圍封水庫(kù)。庫(kù)容118萬(wàn)m3，調(diào)蓄庫(kù)容105萬(wàn)m3，死庫(kù)容13萬(wàn)m3。主要建筑物有大壩、調(diào)壓井、進(jìn)出水口以及泄水建筑物等。

大壩為碾壓均質(zhì)土壩，環(huán)形布置。一庫(kù)大壩軸線長(zhǎng)2237.6m，最高蓄水位為1125.9m，死水位為1119.50m。庫(kù)底分為兩個(gè)區(qū)，高程分別為1123.40m和1118.0m，大壩頂寬6.0m，上游壩坡為1∶2.5，下游壩坡為 1∶2.0。

水庫(kù)進(jìn)水口與調(diào)壓井豎井銜接，位于水庫(kù)北部壩段，主要由進(jìn)水閘室段、箱涵段、消能段和護(hù)坦組成。出水口位于水庫(kù)南部壩段，采用壩下廊道內(nèi)套管形式，出水口為直徑1400mm的鋼管，出水線路上布設(shè)有檢修閥、工作閥和流量計(jì)。水庫(kù)事故泄水口與出水口共用。

2 模型設(shè)計(jì)

2.1 模型比尺

采用變態(tài)模型對(duì)耿莊一庫(kù)進(jìn)出水交換進(jìn)行試驗(yàn)，模型橫向幾何比尺為120，垂向幾何比尺為40，變態(tài)率為3。

2.2 試驗(yàn)系統(tǒng)

試驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示。試驗(yàn)時(shí)，由供水管道泵從水池1或水池2抽清水或含沙水，經(jīng)電磁流量計(jì)計(jì)量流量后，通過(guò)進(jìn)水口進(jìn)入水庫(kù)，再?gòu)某鏊诹鞒鏊畮?kù)，出庫(kù)水流經(jīng)出水管道泵和電磁流量計(jì)，送回至水池1或水池2。進(jìn)、出水庫(kù)流量用控制閥調(diào)節(jié)。

圖1 試驗(yàn)系統(tǒng)平面示意圖

2.3 流速測(cè)點(diǎn)布置

選取進(jìn)水流量為1.6m3，出水流量為1.0m3，運(yùn)行水位為1123.96m來(lái)分別研究進(jìn)水口區(qū)域，出水口區(qū)域和庫(kù)區(qū)內(nèi)水流運(yùn)行情況。……