护坡不护底对消力塘动床冲刷的影响研究

对糯扎渡水电站消力塘拓宽前后的动床冲刷进行了对比试验[5-6]，图4.1给出了消力塘最大冲深断面图。试验工况为宣泄校核洪水，冲料的抗冲流速为7m/s。原设计消力塘（窄消力塘）最大冲深21.8m、左坡脚冲深11.2m、右坡脚冲深9.9m；消力塘拓宽以后最大冲深14.0m、左坡脚冲深6.2m、右坡脚冲深9.2m。消力塘拓宽以后，大大减小了冲坑深度。究其原因是：原消力塘护坡后的底宽小于水舌自由扩散至坡底的横向宽度，护坡后的底宽限制了水流的横向扩散，增加了有效单宽流量，造成塘底及坡脚冲坑加深。

图4.1　消力塘拓宽前后最大冲深断面对比图

（a）拓宽前；（b）拓宽后(www.xing528.com)

清华大学在“九·五”攻关期间，专门研究了小湾工程消力塘护坡不护底的专题[7]。小湾工程坝身泄拱布置采用5表孔和6中孔。采用分层挑、跌流和表孔、中孔碰撞泄洪，坝身最大泄量为18000m3/s，其中表孔最大泄量为9255m3/s，中孔最大泄量为8943m3/s。下游为长350m的消力塘和二道坝，坝顶高程为1004.00m。河床下基岩完整，胶结较好，成块状结构，抗冲流速为10～12m/s。清华大学的试验部分成果列入表4.1。从表中数据可明显看出，随着消力塘底宽的增加，塘底及坡脚的冲深在减小，这与糯扎渡消力塘试验结果是一致的。

表4.1　不同消力塘底宽各泄洪工况的最大冲刷深度单位：m