轿顶子水电站挑流鼻坎段体型优化模型试验研究

杨东玲

（凌源市节约用水管理办公室，辽宁凌源122500）

1 工程背景

轿顶子水电站属于半拉江上游六股河干流上重要在建水利工程[1]。该工程坝址位于宽甸满族自治县太平哨镇轿顶子村境内，设计库容为0.87亿m3，主要建筑物由混凝土重力坝、副坝、溢洪道、泄洪洞以及引水发电系统构成。其中，电站溢洪道位于大坝左岸的山体上，主要由进水渠段、侧槽段、调整段、洞身段、明渠段、挑流鼻坎段及消能防冲段构成[2]。溢洪道的总长度为198.00 m，最大下泻流量为125.0 m3/s。其中，进水渠段采用的是WES曲面堰设计，长度为10.00 m，为C25混凝土浇筑；调整段长15.00 m、宽4.50 m，右侧设C25挡墙与大坝坝体相连，底板为C25钢筋混凝土衬砌；洞身段水平长130.00 m，为城门洞断面设计；出口明渠段为矩形截面陡槽，长20.00 m；挑流鼻坎长16.80 m，挑射角为27.378°，反弧段半径为34.00 m。

2 模型试验设计

2.1 模型制作

水力学问题比较复杂，采用模型试验的方法具有显著的优势，对解决相关问题有重要的帮助[3]。根据研究对象的特点和实际需要，此次模型试验的模拟范围为溢洪道和上游部分库区，总长148.62 m。其中溢洪道段长83.62 m，上游库区段长65.00 m。鉴于研究的水流主要受到自身重力作用的影响，因此采用重力相似性准则进行模拟，采用1∶40的几何比尺进行模型制作[4]。为充分拟合溢洪道段混凝土的糙率，该部分模型采用有机玻璃制作，误差不超过2 mm，模型的其余部分采用PVC板材制作，误差控制在5 mm以内[5]。

2.2 测量设备

试验过程中的水深用直钢尺测量，水流流速利用便携式流速仪测量，压强采用多功能检测系统和压力传感器测量，流量则采用宽矩形量水堰测量[6]。……