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涌浪波高及波速阈值和防止巷道涌浪过高的合理建议，提出避免水体出现拉空断流的临界水深和防止
水位上升时涌水形成明满流交替的巷道洞顶余幅阈值等。目前，洞顶余幅阈值通常依据高速泄洪系统
的研究成果，泄洪洞内流速通常超过 ２０ｍ?ｓ，洞顶余幅阈值宜为洞室断面面积的 １５％～２５％ ［４５］ ；而地
下水库库区水体流速较低，由涌浪控制的临界水深和洞顶余幅阈值研究可能需要通过试验确定。
４．１．２ 进水口吸气漩涡 抽水蓄能电站地下水库要求在有限地下空间内尽可能扩大调节库容，当下水
库接近死水位时其进水口的淹没深度往往较小，抽水工况进流时，进水口前缘容易产生危害性较大的
吸气漩涡，这种情况是必须避免的。吸气漩涡的影响因素可分为边界条件和水力条件两大类，其中边
界条件包括进水口前缘地形、进水口淹没深度、进水口体型等，水力条件包括库区行进流速、进流流
量、环流强度等。
常规抽水蓄能电站库区一般为天然河道或人工开挖库盆，水域开阔，进流时各向均匀来流。地下
抽水蓄能电站进水口往往与单巷道或多巷道衔接，水流主要沿狭长巷道轴线方向进入进水口。一方
面，由于巷道断面与进水口属同一尺度，巷道边壁距进水口较近，可能会抑制吸气漩涡产生 ［４６］ ；另一
方面，对于多巷道型地下水库，多股水流在进水口上方互相冲撞，其速度及流向均发生剧烈变化，由
于边界限制，水流仅来自有限几个方向，近壁区水体经主流的拖曳作用流入进水口后难以及时补充，
容易提前诱发吸气漩涡。抽水蓄能电站地下水库的结构特点和流动特性均与常规抽水蓄能电站差异较
大，进水口附近水体呈现更强烈的非稳态特征，需要针对性研究地下水库吸气漩涡演变机制。
对于宽阔水域，进水口吸气漩涡流动机理至今尚未彻底阐明。现有研究表明，进水口自身体型对
吸气漩涡的发展过程影响有限 ［４７］ ，控制进水口吸气漩涡形成的水力指标主要为临界淹没深度 Ｓ或相
ｃ
对淹没深度 Ｓ?ｄ（Ｓ为进?出水口中心线以上淹没深度、ｄ为孔口高度）、弗劳德数 Ｆｒ、雷诺数 Ｒｅ和韦伯
数 Ｗｅ。地下抽水蓄能电站进水口与多条狭长巷道相接，需要对适用于常规抽水蓄能电站进水口的相关
水力指标判别阈值进行修正，并应在推导过程中加入地下水库特有的吸气漩涡影响因素，如巷道宽度
Ｂ（或巷道宽度 Ｂ?压力隧洞直径 Ｄ）、巷道数量 ｎ及巷道轴线与进?出水口中心线水平夹角 θ 等。
基于吸气漩涡演变机制，针对实际地下水库工程，需要提出相应的消涡措施。对于常规抽水蓄能
电站，常见消涡装置包括侧式进?出水口的防涡梁和井式进?出水口的盖板。目前尚未提出地下抽水蓄
能电站进?出水口通用体型，但可以预期，受地下空间限制，需对常规进?出水口体型进行一定程度简
化，图 ２为地下抽水蓄能电站进?出水口的两种设计体型。从图中看出，进?出水口体型简化后，因巷
道狭窄，常规消涡措施将难以布置，即使布置防涡梁或盖板也可能恶化进?出水口附近狭小空间流态。
因此，适用于地下抽水蓄能电站进?出水口且简易有效的新型消涡措施有待进一步探索。
应当注意的是，Ｐｕｍｍｅｒ等 ［４３］ 仅对地下水库巷道（群）建立了物理模型，受比尺限制，未考虑调压
室和通气洞等，模型不能完全反映库区水体真实流态。另外，在研究巷道涌浪与吸气漩涡等非稳态水
力现象时，涉及表面张力相似和糙率相似 ［４８］ ，模型试验可能存在难以克服的比尺效应，需要结合依照
原型尺寸建立的三维数值模型 ［４３，４９］ ，精细捕捉水气界面变化，确定合理的运行水位，科学反映地下水
库水流运动规律。

图 ２ 地下抽水蓄能电站进?出水口型式
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