导流底孔超设计水位下水流特性研究

导流底孔预计于2005年汛后陆续封堵。由于底孔数量较多,封堵工作量很大,预设了多种封堵方案。基于施工期不同的洪水频率和不同的封堵方案,部分底孔有可能遭遇超过设计洪水位的运行条件,由于下游河道两岸大堤防洪能力的限制,三峡大坝施工后期各种泄水通道总泄量不宜超过56700m3/s,水位有可能升至150.0m以上,这将使未及封堵的导流底孔水力学条件发生重大变化,需进一步试验研究,并预设处理方案。为此,清华大学开展了包括底孔和深孔的局部模型试验研究工作[28],长江科学院开展了导流底孔单孔减压模型试验研究工作[29]。

(1)局部模型试验。试验模型由一个底孔和两个半边深孔组成,模型几何比尺Lr=60,按重力相似准则设计。底孔和深孔体形按实际施工尺寸模拟,底孔取的是中间孔(4～19号孔),两侧深孔作为底孔泄流的环境条件各取半孔分列两侧。下游按动床模拟,动床表面高程为40.0m。

上游试验水位从135～160m,以5m为间隔,分6档水位试验。下游水位必须考虑全坝泄流条件,依据葛洲坝建库后三斗坪水位～流量关系,当葛洲坝为最高水位68.0m时,相应于控泄流量56700m3/s的三斗坪水位应为75.0m。

主要量测泄流能力、时均和脉动压强分布、明流段流速分布以及水流流态和下游冲刷形态等。(www.xing528.com)

(2)减压模型试验。模型取单个完整导流底孔(按4～19号底孔体型制作),模型几何比尺Lr=40,按重力相似准则设计。模型全部采用有机玻璃制作,减压试验所需真空度按空化相似准则控制。

减压试验的上游水位从135～165m,以5m为间隔,共分7档水位。

主要试验内容为减压状态下监测导流底孔空化敏感部位的水下噪声资料,判断分析导流底孔的空化特性,确定空化的初生部位及初生空化数。