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结合本文对某接复杂布置形式隧洞的进?出水口水力特性的优化以及弯道效应影响范围的分析,在
不改变隧洞布置的条件下,进?出水口的优化方法总结如下,以供类似工程参考:(1)确定进?出水口的
合理性,分析进?出水口接坡度隧洞时水力特性是否满足设计要求,并进行体型优化;(2)判断进?出水
口是否在弯道效应的影响范围内( 20D);(3)分析弯道效应对进?出水口水力特性的影响程度;(4)弯
道效应的削弱,孔口流量分配、拦污栅断面流速分布的均匀性可分别通过调整中墙后退距离和进?出水
口扩散段底部坡度进行改善。
《抽水蓄能电站设计规范》 (NB?T10072—2018)中指出,3分流隔墙、4孔道进?出水口的中墙后
退距离应为进口宽度的 1?2。然而,本文接复杂布置形式隧洞进?出水口优化体型的中墙后退距离为 0,
因此,中墙后退距离的取值应根据实际工程判定。此外,调整进?出水口底部坡度的同时,进?出水口
的淹没深度也在变化,对进流工况的漩涡产生及漩涡强度存在一定的影响,应根据实际情况进行综合
考量 [19] 。
7 结论
本文采用数值模拟方法,对某抽水蓄能电站下水库接复杂布置形式隧洞进?出水口的水力特性及优
化方法展开研究,得到以下结论:( 1)得出了复杂布置形式隧洞对进?出水口水力特性不产生影响的最
小距离为 20D。当复杂布置形式隧洞距离进?出水口小于 20D时,其出流工况容易同时出现拦污栅断面
流速分布不均匀和各孔口流量分配不均匀的问题,例如本文的进?出水口拦污栅断面流速不均匀系数最
大值 2.38,各孔口流量比0.83~1.12。(2)提出了接复杂布置形式隧洞进?出水口的优化方法。对于接复
杂布置形式隧洞的进?出水口,应首先分析进?出水口体型本身的合理性,即通过分析接坡度隧洞进?出
水口的水力特性,判断进?出水口的各项水力指标是否满足要求,若不满足则需要先对其进行优化;然
后,在进?出水口后接复杂布置形式隧洞,分析复杂布置形式隧洞的弯道效应;最后,在不改变隧洞布
置的条件下,通过减小中墙后退距离来改善进?出水口流量分配,通过增大扩散段底部坡度改善拦污栅
断面流速分布。( 3)分析了扩散段中墙后退距离、扩散段底坡对接复杂布置形式隧洞进?出水口水力特
性的影响。出流工况,随着中墙后退距离的减小,各孔口流量比均趋近于 1.0,各孔口流量分配逐渐均
匀;当扩散段底板坡度由 0°增至 2°时,各孔口拦污栅断面流速不均匀系数均逐渐减小,降幅为 15.3%~
22.7%;当扩散段底板坡度 2°增至 3°时,拦污栅断面流速不均匀系数增大,增幅为 11.7%。
参 考 文 献:
[ 1] 国家能源局.抽水蓄能电站设计规范:NB?T10072—2018[S].北京;中国水利水电出版社.2019.
[ 2] 国家能源局.水电站进水口设计规范:NB?T10858—2021[S].北京;中国水利水电出版社.2021.
[ 3] 高学平,袁泽雨.抽水蓄能电站地下水库建设进展及关键水力学问题[J].水利学报,2023,54(9):1058 -
1069.
[ 4] 高学平,毛长贵,孙博闻,等.输水隧洞坡角对侧式进?出水口水力特性影响研究[J].南水北调与水利科
技,2019,17(2):189 - 195.
[ 5] 孙双科,柳海涛,李振中,等.抽水蓄能电站侧式进?出水口拦污栅断面的流速分布研究[J].水利学报,
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[ 6] 高 学 平,魏 南 疆,刘 殷 竹.接 立 面 转 弯 隧 洞 的 侧 式 出 水 口 水 力 特 性 研 究 [J].长 江 科 学 院 院 报,2023,
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[7] 沙海飞,周辉,黄东军.抽水蓄能电站侧式进?出水口数值模拟[J].水力发电学报,2009,28(1):84 - 88.
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