建 筑 技 术 开 发 Building Technology Development 建筑节能 Building Energy Conservation 第45卷第 15期 2018年8月
河 南 天 池 抽 水 蓄 能 电 站 下 水 库 溢 洪 道
消 能 工 优 化 试 验 研 究
朱 友 军 ， 叶 祥 飞
(中国电建 集 团中 南勘 测设 计研 究 院有 限公 司 ，长 沙 410014)
[摘 要]针对河南天池抽水蓄能电站下水库溢洪道消能工进行 了优化试验研究，通过多种方案的对比分析，最终推荐方案
使水流导向河床中部，并且充分扩散，增大了落水面积，大幅度减轻了对左岸的冲刷。
[关键词 ]溢洪道 ；挑坎 ；冲刷
[中图分类号 ]U417_3；U416 [文献标志码 ]B [文章编号 ]1001—523X (2018)15-o14l_J02
Research on O ptim ization Design of Energy Dissipator of Lower
Reservoir in Tianchi Pum ped Storage Power Station
ZhuYou~un，YeXiang—fei
【Abstract]The Optimization design experiments of the energy dissipator of lower reservoir in Tianchi Pumped Storage Power Station have been conducted．The recommendations was selected through the scheme contrast and analysis．The water be guided toward
the center of the riverbed and fully spread by the shape of flip bucke of the recommendations，which can reduce the scour of left bank
greatly．
[Keywords】spillway；apron；SCOUr
泄洪消能是关系到水利水电工程安全运行和经济效益的
重要问题。如果泄流消能问题处理不好，不仅将在下游河床
产生严重的冲刷，而且会造成恶劣的流态，影响枢纽中其它
建筑物的正常运行，甚至会危及大坝的安全。溢洪道是水电工
程中常用的泄水建筑物，泄洪中常遇到的问题之一是下游冲
刷。采用挑流消能工，是中国大中型水库泄洪消能中己被广
泛应用，实践证明效果良好。本文以水工模型试验为主要手段，
以实际工程为背景，研究了天池抽水蓄能电站溢洪道出口消
能问题，经过多种方案的试验比较研究，提出了斜鼻坎方案，
较好地解决了泄洪消能问题。
1 工程概况
天池抽水蓄能电站位于河南省南阳市南召县马市坪乡境
内，由上水库、下水库、输水系统及发电厂房等4部分组成。
总装机容量 120万kW。
下水库拟在黄鸭河干流骆驼头下游筑坝成库，集雨面积
为 1 12．9km ，多年平均径流量为4447万m 。下水库正常蓄水
位 537．50m，死水位 510．00m，调节库容 1 197万 m ，死库容
为431万 m ，总库容为 1 784．66万 m ，大坝为钢筋混凝土面
板堆石坝，坝顶高程 540．60m，最大坝高 1 00．60m。
下水库主要建筑物包括混凝土面板堆石坝、溢洪道和泄
洪排沙洞。
溢洪道为岸边式溢洪道，布置在左岸垭 口处。泄槽平面
上呈直线布置，与原河道交角约为56。，水流汇入原河道。
溢洪道总体可分为引水渠段、控制段、泄槽段、挑坎段四部分。
采用挑流消能方式。
引水渠 堰 前直 线段 平均 长53m， 宽42m，底 板 高 程
520．70m。溢流堰采用 WES型实用堰，堰顶高程为525．50m。
溢流堰的前缘宽度为39．00m，设3孔，孔 口尺寸相同，均为
11mx12m (宽 ×高)，闸墩厚度为3．00m，堰面桩号为溢o+
003．000，上游接椭圆曲线，下游通过圆弧与坡比为 1：4的泄
槽陡坡段相接。堰上设弧形工作闸门，工作门前设平板检修门。
泄槽底坡度为 1：4，泄槽底宽39m，长度为 177m，按全断面
收稿日期 ：2O18_o4_26
作者简介 ：朱友军 (1982一)，男，江苏姜堰人，高级工程师，主要
研究方向为水工建筑物设计。
混凝土衬砌设计，衬砌厚 1 m。泄槽侧墙采用重力式挡墙，墙
顶宽 1．0m，泄槽 内侧垂直，背坡 1：0．35。中心线挑坎段全长
36．061 m，共分为3部分，即圆弧连接段、平段、挑坎段。圆
弧连接段为泄槽与水平的连接部分，圆弧半径为50m ；平段
布置与圆弧连接段与挑坎之间，平面为三角形布置 ；中心线挑
坎挑角为35。，圆弧半径为25．00m，圆心高程为496．272m，
中心线挑坎末端坎顶高程为475．793 m。
2 模型设计
依据 DL／T 5244--2010《水电水利工程常规水工模型试验
规程》。为满足各水力参数相似性要求，确定模型几何比尺。
按重力相似准则设计试验模型，各物理量的比尺与几何比尺
的关系见表 1。
表1 试验各物理量比尺关系
几何比尺 产5O．O0
速度比尺L l =7．07
流量比尺 =17677．67
水头比尺 ~,n=At=50．00
压强比尺 t=50．00
糙率比尺^ ^ ， =1 919
3 原方案消能工存在的问题
溢洪道挑射水流左侧内缘落点靠近左岸，可能会对左岸
边坡稳定造成不利影响。
4 优化试验
确定溢洪道消能工体型，减少对河床和岸坡的冲刷影响。
4．1 优化方案 I
考虑到溢洪道出口的地形，采用斜挑坎的布置方式。在
挑坎的挑角选择方面，一方面希望靠近左岸的水舌能够远离
左岸岸坡，因此挑
河南天池抽水蓄能电站下水库溢洪道消能工优化试验研究（论文）.pdf
