鱼嘴坳水电站溢洪道复合消能设计及物理模型试验研究

夏明月

(南京市水利规划设计院股份有限公司，江苏 南京 210001)

为保证水能利用效率，水电站溢洪道入口和出口水头差大，水流流速快。高速下泄的水流不仅对沿线溢洪道结构产生巨大冲击，严重威胁溢洪道建筑物运行安全，同时也将冲击下游河道，掏刷河床，影响河道内水流及河势稳定。因此，在水工建筑物设计中，如何合理有效设计消能设施，在下泄过程中有效消耗水流能量是设计的重点与难点。

国内外专家学者对于溢洪道消能做了诸多研究。重庆交通大学的曹志勇教授采用了流线型尾墩结构，有效地减小了进水渠两端水流对冲，减小了下游连接段水流流速。上海海事大学的毛明宇教授采用梯坎段结构，通过逐级水流旋滚来耗散水流能量。武汉理工大学的张兴志教授根据二元水跃理论，设计了下挖式消力池进行水流消能。

本文在以往研究的基础上，以重庆市鱼嘴坳水电站为实例工程，详细研究复合消能结构设计，并借助物理模型试验，分析消能效果。

1 工程概况

1.1 工程概况

鱼嘴坳水电站位于重庆市酉阳市马兰溪上游的拜佛岩处，拦河建筑物采用面板堆石坝，最大坝高为98.2m，水库正常蓄水位为680.0m，总库容达到1047万m3。根据相关规范，鱼嘴坳水电站永久建筑物按照Ⅱ级设计，临时建筑物按照Ⅳ级设计。整个溢洪道长612.22m，其中入口断面高程为682m，出口断面高程为574.64m，落差达到107.36m。

1.2 工程水文

根据马兰溪青岩子水位站的统计数据，工程河段的水位和流量关系曲线如图1所示。……