Page 114 - 2021年第52卷第10期

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1 与 4 表孔增设分流齿坎后，水垫塘底板冲击压强的峰值区域范围有所增大，而最大冲击压强的量值
则有所减小，见图 5 所示。
另一方面，不同的高拱坝工程，水电站底板最大冲击压强的控制工况会有所不同，白鹤滩水电站为
表深联合泄洪工况，而构皮滩则为表孔全开运行工况。因此在分流齿坎布置的原则上也会体现出不同。
关于分流齿坎布置的安全性问题，无疑也是各方面关注的一个重要问题。对此，我们的基本判
断是只要精心设计并严格控制施工质量，即可确保其运行安全。主要原因是高拱坝表孔出口鼻坎处
水流流速通常在 20 m/s 左右，量值不大，发生空化空蚀破坏的潜在威胁较小。岳鹏博等 ［28］ 曾针对乌
东德水电站表孔分流齿坎进行了减压试验研究，研究发现，只要采用一定半径的反弧连接坝面与分
流齿坎，即可平顺水流，显著改善分流齿坎区的空化特性。另一方面，还可通过设置通气孔以避免
分流齿坎的侧面出现空化，具体可参考二滩水电站 ［26］ 。

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压强×9.8/kPa -5 5 250 300 350 压强×9.8/kPa -5 5 300 350
15

250
50
25
0 200 X/m 50 25 0 200 X/m
-25 150 -25 150
Y/m -50 Y/m -50
（a）不设分流齿坎 （b）不设分流齿坎
50 50
-
- -4 -1 -9 9
1
-
4
25 2 2 4 4 25 - -9 9 1 1 3 3 - -4 4 - -6 6
Y/m 0 - -10 9 9 1 16 6 1 12 2 - -4 4 - -12 2 - -6 6 Y/m 0 4 4 0 0 6 6 4 4 -2 2 - -1 1
1
-
1
0
0
-
-25 6 6 1616 - -8 8 - -4 4 -25 -8 8 - -7 7 3 3 1 10 -1 1 - -4 4
-
4 4 - -10 0
1
- -4 4 -50
-50
150 200 250 300 350 150 200 250 300 350
X/m X/m
（c）增设分流齿坎后 （d）增设分流齿坎后
图 5 增设分流齿坎前后，表孔与深孔联合运行条件下水垫塘底板冲击压强空间分布与等值线分布的对比情况
7 结论
在高拱坝工程溢流表孔上设置分流齿坎具有分散水舌能量、降低下游水垫塘底板冲击压强的作
用，是一种颇具竞争力的体型优化技术措施。本文结合采用白鹤滩水电站可研阶段坝身泄洪水工模
型试验，系统研究了溢流表孔分流齿坎的布置方法、细部结构体型及其作用效果，研究发现对于该
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工程而言，1 表孔出口采用外侧单边齿坎、4 表孔出口采用双侧边齿坎的分流齿坎布置方法，是降低
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下游水垫塘底板冲击压强的较优布置方案。针对分流齿坎的宽度与挑角开展的进一步研究发现，单
个分流齿坎的宽度宜取表孔出口宽度的 0.18～0.23 倍、挑角宜采用 15°～20°，是较优的细部结构布置
参数，上述研究成果可供类似工程参考。
参 考 文 献：

［ 1 ］ 苏玮 . 二滩拱坝表孔、中孔初期运行情况及评价［J］. 水电站设计，2001（3）：18-19 .
［ 2 ］ 程志华 . 二滩水电站枢纽总体布置［J］. 水力发电，1998（7）：3-5 .
［ 3 ］ 尹大芳，饶宏玲，苏玮 . 二滩拱坝的泄洪消能设计［J］. 水电站设计，1998（3）：3-5 .
［ 4 ］ 肖富仁 . 二滩水电站枢纽布置与泄洪消能［J］. 水电站设计，1986（1）：74-86 .
［ 5 ］ 杨宜文 . 小湾高拱坝泄洪消能研究与设计［C］/水电 2006 国际研讨会论文集 . 北京：中国水利学会，中国
/
水力发电工程学会，中国大坝委员会，2006 .
［ 6 ］ 周胜，等 .“九五”国家科技攻关项目“300m 级高拱坝枢纽设计关键技术研究”子题—小湾水电站泄洪消能
布置方案优化研究［R］. 北京：中国水利水电科学研究院，1999 .
［ 7 ］ 孙双科，等 . 国家电力公司重点科技项目“小湾拱坝关键技术研究 KJ00-03-22”子题—小湾水电站水垫塘
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