Page 110 - 2021年第52卷第10期

构皮滩水电站采用“横向单体扩散，纵向分层拉开，整体入水归槽”泄洪消能方式，坝身泄水建
筑物由 6 表孔与 7 中孔组成，表孔堰面为开敞式 WES 实用堰，堰顶高程 617.00 m， 孔口尺寸为 12 m ×
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13 m，为减轻水流向心集中的影响并尽可能分散水舌落点，各表孔出口处采用不同出射角度：1 与 6
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为 0°、 2 与 5 为-20°、3 、4 为-30°，为增加水流的入水层次，在 1 、3 、4 、6 出口鼻坎上布置了不
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同型式的分流齿坎 ［14，28］ ，其中 1 、6 表孔采用内侧边齿坎，分流齿坎尺寸为 6 m ×4 m（宽×高），挑角
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20°；3 、4 表孔采用中齿坎，分流齿坎尺寸为 8 m ×8 m（宽×高），挑角 20°。中孔进、出口均为有压流
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型式，进口有压直线段断面尺寸为 6 m ×8 m， 出口断面尺寸为 7 m ×6 m。1 、3 、5 和 7 中孔为平底
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型，挑角为 0°，2 、4 和 6 为上挑型， 其中 4 中孔挑角为 10°，2 和 6 中孔挑角为 25°。水工模型试验
结果表明，各工况下水垫塘底板上的冲击动水压力小于 15×9.8 kPa，而 6 个表孔单独敞泄时，水垫塘
底板上出现压力峰值区，ΔP 接近 11×9.8 kPa，表明该运行工况是水垫塘工作条件的控制工况。
乌东德水电站在研究过程中也曾对分流齿坎布置方案进行过比选研究 ［29-30］ 。
3 白鹤滩水电站溢流表孔分流齿坎布置优化试验研究
白鹤滩水电站位于四川省宁南县和云南省巧家县境内，是金沙江下游干流河段梯级开发的第二
个梯级电站，具有以发电为主，兼有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合效益。拦
河坝为混凝土双曲拱坝，高 289 m，总装机容量 16 000 MW，多年平均发电量 602.4 亿 kW·h。
白鹤滩水电站按千年一遇洪水设计，万年一遇洪水校核，相应洪水流量分别为 38 800和 46 100 m /s，
3
坝身设 6 个表孔（14.0 m×15.0 m）、7 个深孔（5.5 m×8.0 m），坝下水垫塘消能；岸边 3 条泄洪隧洞（15 m×
3 ［18，32］
9.5 m）均布置在左岸。最大下泄流量达 42 355 m /s，泄洪功率高达 90 000 MW 。
6 孔溢流表孔对称于溢流中心线布置，堰顶高程 805 m，孔口宽度 14.0 m，高度 15.0 m，闸墩宽
10 m，溢流前沿总宽 131 m。采用大差动自由挑（跌）流布置方式，使水舌分层入水，并在平面上采用
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2° ~ 6°的扩散角，使水流横向扩散。其中，1 、4 表孔出口跌角 30°；2 、5 表孔出口挑角 5°；3 、6
表孔出口跌角 15°。在表孔 7 个闸墩下方布置 7 个深孔。深孔体型采用压力上翘型挑坎，出口高程
719 m，出口尺寸 5.5 m×8.0 m（宽×高），7 个深孔分 4 组采用不同的挑角，以便入水水舌纵向拉开，
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1 、7 深孔出口挑角为-5°，2 、6 深孔出口挑角为 3°，3 、5 深孔出口挑角为 12°，4 深孔出口挑角为 25°。
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项目可行性研究阶段，中国水利水电科学研究院开展了 1∶100 坝身泄洪整体模型试验研究 ［33-36］ ，
对表孔布置体型进行了一系列优化试验研究，对比了表孔出射角度改变、溢流前缘采用舌形坎、二
道坝坝顶高程改变及其不同组合对水垫塘底板冲击压强的影响，提出了阶段性优化布置方案。在该
阶段研究中，经大量优化对比试验研究，提出在 1 、4 表孔挑坎处分别增设挑角为 20°的分流齿坎以
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进一步分散表孔水舌，其中 1 表孔采用外侧单边齿坎布置，分流齿坎宽度为 3.6 m；4 表孔采用双侧
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边齿坎布置，分流齿坎下缘宽度均为 3.6 m，见图 1。
⑤ ④ ③ ②
深孔检修门槽
1
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1
0
1
0
⑥ 11.09 9 11.09 9 11.09 9 ① 深 孔 检 修 门 槽
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1
1
1
.
0
0
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1
.
0
1
11.09 9 1 11.09 9
1
.
1
1
0
.
1
1 11.09 9 11.09 9 深孔事故门槽
0
槽
门
孔
深
故
事
4 14 4
1
1
14 4 5.37 14 5.37 5.37 1 14 4
4
4
B 5 B B 4 6 6 6 6 B B 3 5.37
5.37
5.37
1 5.37
6B 5
12
12
5.37
5.37
5.37
6 6 6 4 3 B B 2 2 6 6 B B 1 1
B B 6 6
°
4
°
°
2 31
4
°
6 6° 4° ° 31 6 6°4° ° 31 2 2°2° 31 6 6°4° ° 31 4 4° ° 6 6° ° 31
°
4
31
31
31
31
31
31
.
A A 5.25 5.25 3 3.6 6
R=496
R=496
3
.
8
1
坝 轴 线 6 6 3 3.25 5 3 3 3 3.25 5 1 18.34 4 6 6.51 1 18.34 4 3 3
坝轴线
8
3
.
.
5
.
2
圈
程
高
2
.
拱
6
8
.
7
2
3
4
m
2
.
.
8
3
8
3
.
18.34 4 3 3.25 5 1 18.34 4 1 17.26 8.6868 834m 高程拱圈
8
.
1
8 8.39 1717.8989 2 2.83° 1.415415°1.415415° ° 2 2.83° °
.
9
3
.
3
°
.
8
°
1
1
.
.
.
3
8
3
8
.
8
3
2 2.83° ° 2 2.83° ° R=496 R=496
.
拱
圈
程
834m 高程拱圈
高
4
m
3
8
拱坝中心线
洪
泄
心
中
线
泄洪中心线 拱 坝 中 心 线
5 5° °
图 1 白鹤滩水电站坝身表孔与分流齿坎平面布置
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