比较导流长短孔与长管方案的选定

上述导流底孔长有压管方案和短有压管方案经过大量的试验研究后,都提出了可供比选的优化方案。两种方案在水力学方面比较如下。

(1)截流水位落差。长有压管方案沿程损失略大,对下游水位的淹没影响较为敏感,为满足截流水位落差的要求,比起短有压管方案的出口尺寸需大些,进口底板高程需低些。短管方案孔口尺寸为6.0m×8.0m,进口高程为56.5m;长管方案为6.0m×8.5m,进口底高程为56.0m。

但在上游水位抬高后,长管方案由于孔口尺寸较大,泄流能力相应增加,为超标准洪水多留了余地。

(2)坝内流态。长管方案彻底避免了由于下游水位较高,水流旋滚逼进坝内底孔出口,以致可能封顶的不利流态。但由于弧形闸门距下游坝面较近,在某些工况下,旋滚进入反弧段,可能对闸门产生不利影响。在上游水位75.0m以下,长管方案旋滚跃头进入反弧段,短管方案旋滚跃头亦进入坝内反弧段,由于水头低,流速小,两方案都不致构成威胁。在高水位135.0m时,各种运行工况,旋滚进入坝体反弧段的流态大体相同,由于短管方案弧形闸门位于坝内,闸门所受影响相对较小。

(3)管内流速、压强分布及空化特性。短管方案在上游水位135.0m时,明流段流速高达34.0m/s,短管出口抛物线段有低压区,易于发生水流空化;长管方案管内流速降至27m/s,且压力显著提高,有利于防止水流空化,但增加了顶缝处理的工作量。长管出口反弧段虽短,也存在33m/s的高流速区,亦有防水流空化问题。门槽处两方案流速相差不多。(www.xing528.com)

(4)坝下游水流衔接流态及消能防冲。长管方案由于有压段出口离下游坝面较近,水流调整段较短,鼻坎后下游衔接流态较短管方案不利,在右侧排漂孔坝段下游形成较强的回流区,对右导墙左侧河床淘刷较短管方案严重,需增加防护措施。

(5)泥沙磨损。由于长管方案孔内流速降低较多,明流段较短,有利于减小泥沙磨损,但进口高程略低于短管方案,过砂量和过砂粒径增大,稍有不利,总起来看长管方案略优于短管方案。

综上所述,经过优选后的导流底孔长管与短管方案,在水力学上都是可行的,都能满足截流、导流和围堰挡水发电度汛的要求。从坝内流态、抗水流空化、抗泥沙磨损和下游消能防冲等方面来看,各有利弊,长管方案略优于短管方案。综合考虑结构设计方面和施工方面的因素,设计审查会议决定导流底孔采用长有压管方案。