全面了解水库泄洪和消能方式

gexiaofeng 通知公告 2018-11-23 252 0

防洪调度小课堂

水电站的作用主要包括防洪、发电、灌溉和通航等,而防洪作用是其最主要的作用,当供电、防洪及其他用水要求有矛盾时,应首先满足防洪要求。而防洪调度的原则、泄洪方式和消能方式分别有哪些?在了解之前首先要了解什么是水库调度图。

TOP1水库调度图




水库调度图:是表示水库调度中决策变量(电站出力、供水量、下泄量等)与状态变量(库水位或蓄水量、入库流量等)的关系线图,它包含的各种调度线及其所划分的若干调度区,规定了水库蓄水处于不同状态时的水库调度规则。

TOP2水库的调洪方式

1.固定泄量调洪方式

当入库洪水不超过下游防洪标准洪水时,水库控制下泄流量使下游河道不超过安全泄量。

2.防洪补偿调度方式

当发生洪水未超过下游防洪标准洪水时,水库应根据区间流量的大小控泄,使水库泄流量与区间洪水流量的合成流量不超过防洪控制点的河道安全泄量。

注:实践中,没有理想的补偿调度方式,只能近似或经验性和偏于安全的控泄方式

3.错峰调洪方式 

根据区间洪峰流量可能出现的某一时间段,水库按减小流量下泄(甚至完全不泄水),以避免出现区间洪水与水库下泄流量的组合流量超过防洪控制点的安全泄量的情况。 

停止错峰的判别条件: 水库已不具备继续错峰能力(如超过防洪高水位);区间洪水已明显消退 。

4.防洪预报调度方式

依据预报的洪水过程实施防洪调度的方法。

预报预泄流量应考虑下游河道安全泄量的限制。

为了确保水库能够回蓄,一般采用短期洪水预报,并且具备一定的精度。 

5.保证水库安全的调洪方式

如水库不承担下游防洪任务,当库水位超过正常蓄水位,或水库承担下游防洪任务,水位超过防洪高水位时,应及时开启全部闸门敞开泄洪,以确保水库的安全。

注意:当水库发生设计洪水时,采用正常运用方式应保证库水位不超过设计洪水位;当发生校核(保坝)洪水时,采用非常运用方式应能保证库水位不超过校核洪水位。

TOP3泄洪消能方式
泄洪时,下泄的水流往往具有很高的流速,动能比较大,为了减小对下游河道的冲刷,采取的消能方式有:底流消能、挑流消能、面流消能、消力戽消能。


面流消能

面流消能是利用泄水建筑物末端的跌坎或戽斗,将下泄急流的主流挑至水面,通过主流在表面扩散及底部旋滚和表面旋滚以消除余能的消能方式。

消力戽消能

消力戽消能是指在泄水建筑物末端建造的一个具有较大反弧半径和挑角的低鼻坎。在一定下游水深时,从泄水建筑物下泄的高流速水流,由于受下游水位的顶托作用在戽斗内形成漩滚,主流沿鼻坎挑起,形成涌浪并向下游扩散,在戽坎下产生一个反向漩滚,有时涌浪之后还会产生一个微弱的表面漩滚,利用戽坎在水下的特点,使水流分别在戽内和戽后旋滚,形成"三滚一浪",进而达到消能目的。



底流消能

底流消能是指借助于一定的工程措施(如修建消力池)控制水跃位置,通过水跃发生的表面旋滚和强烈紊动来消除余能。在坝址下游设置一定长度的混凝土护坦,过坝水流在护堤坦上发生水跃,形成旋滚,使水流的能量通过掺气、水分子的相互撞击、摩擦而有一定程度的消耗,以减少或防止下游发生严重冲刷。

挑流消能

挑流消能是利用泄水建筑物出口部分的挑流鼻坎,将下泄的急流抛向空中,然后落入离建筑物较远的河床与下游水流相衔接的消能方式。能耗大体分三部分:急流沿固体边界的摩擦消能;射流在空中与空气摩擦、掺气、扩散消能;射流落入下游尾水中淹没紊动扩散消能。挑流消能通过鼻坎可在挑流范围内有效地控制射流落入下游河床的位置、范围及流量分布,对尾水变幅适应性强,结构简单,施工、维修方便。但其下游冲刷较严重,堆积物较多,尾水波动与雾化都较大。挑流消能应用较广,适于中、高水头,大、中、小流量的各类建筑物。 

 

文章来源: 水利家园、学海作洲

文中配图来源网络

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