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依據(jù)下橋水電樞紐布置及水力特點,采用傳統(tǒng)的“單級水平底板+尾坎”水墊塘無法確保電站廠房安全高效運行。本文依據(jù)拉賈拉南受控水躍原理,于水墊塘內設置強迫消能坎而演變?yōu)椤叭彩剿畨|塘”,經水工模型試驗表明消能效果良好,各項水力要素獲得顯著改變。
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以新疆阿爾塔什水利樞紐泄洪建筑物為研究對象,通過1∶50水工模型試驗比選消能方式,對比研究了采用平底板水墊塘方案下的塘內水動力特性和采用護坡不護底方案下的水墊塘沖刷形態(tài)。通過脈動壓力與上舉力的分布,推測了水墊塘的可能破壞范圍;通過流態(tài)分析和沖刷分析,對挑坎體型進行了優(yōu)化。不同型式挑坎對水墊塘的沖刷影響的比較分析表明,優(yōu)化后的挑坎能夠起到調整水舌和沖坑形態(tài)、減少坡腳沖刷的作用,經優(yōu)化后該工程水墊塘采用護坡不護底的方案是可行的,并可供類似工程參考。