贺德直 周莉 马新平 任国强

（设计一处）

[摘要] 南阳回龙抽水蓄能电站下库泄洪排沙底孔位于河床左侧,,泄流时会冲刷左岸坡角,为此对底孔挑流消能8直鼻坎和斜鼻坎分别进行了模型实验,以选择更好的消能方式减小对左岸坡角的冲刷.

[关键词] 底孔    鼻坎型式     选择

1 概述

南阳回龙抽水蓄能电站下库泄洪排沙底孔位于河床左侧，采用短压力进口明流无压洞布置，压力段末端孔口尺寸为2.5ｍ×3.5ｍ，压力段工作闸门后接无压明流段，明流段底板坡度1:10，末端挑流消能，挑流段反弧半径15ｍ，挑角25°，在招标设计阶段，鼻坎采用连续直鼻坎，鼻坎高程465.079ｍ。为防止在施工期间底孔排放小洪水时水流淘刷下游坝脚，坝下游设置长9.98ｍ、厚1.2ｍ的钢筋混凝土防冲护坦。

为了减轻泄洪排沙底孔泄流时对左岸坡脚的冲刷，拟在施工设计时采用异型鼻坎将水流挑至下游河床中部。为此我们结合泄洪排沙底孔消能设计和试验情况作如下说明：

2 泄洪排沙底孔设计

下库大坝坝址区河谷呈“V”字型峡谷，河底宽度仅20～30m，在挑流鼻坎下游50ｍ处为一转角45°河流弯道，给泄水建筑物布置带来了一定的困难。通过整体水工模型试验验证：由于泄洪排沙底孔靠近左岸布置，挑射水流冲砸左岸凸处岩壁，有可能造成岩壁坍塌阻塞河道，危害工程安全运用。

为验证泄水建筑物布置及其消能方式的合理性，研究其消能效果，并确定挑射距离、冲刷坑深度及对下游河床及岸坡的冲刷影响程度，对底孔直鼻坎和斜鼻坎布置进行了整体水工模型试验。

3 泄洪排沙底孔模型试验

水工模型试验挑流鼻坎采用连续直鼻坎型式，试验结果表明：泄洪排沙底孔挑射水流在河道转弯处有干砸左岸岩壁的现象，同时左岸岩壁也影响了排沙底孔挑流水舌的自然延伸，减少了水舌的挑距，且在坝下游局部地区形成较强的回流，对河岸产生冲刷，设计水位运用时冲刷坑紧挨着左岸岸坡边，冲坑最深点距鼻坎50.5m，最深点高程451.0m，冲坑最深5m；校核水位运用时冲坑最深点距鼻坎55.0m，最深点高程448.85m。由于冲刷坑距坝基较远，冲坑深度不大，加之河床岩基坚硬、完整，因此不会影响大坝安全。但挑射水流冲砸岩壁有可能对工程造成危害。

 为防止泄洪排沙底孔挑射水流冲砸岩壁，设计上对泄洪排沙底孔鼻坎进行了调整，见表1。根据设计调整后斜鼻坎型式，再次进行了水工模型试验验证，试验结果表明：调整后的泄洪排沙底孔挑射水流减轻了对左岸岩壁的冲刷，挑射水流向河床中部偏移，水舌入水宽度加大、厚度变薄，冲坑最深点位置有所下延，但冲坑深度减小，校核水位运用时冲坑最深点距鼻坎60.0m，最深点高程451.0m。

表1         调整前后泄洪排沙底孔挑流消能试验成果

根据调整前后泄洪排沙底孔挑流消能对下游河床及左岸岸坡的冲刷影响，试验建议采用泄洪排沙底孔位置右移、出口边墙一侧扩散的斜鼻坎挑流方岸。

4 结论

根据模型试验结果，结合坝址区河床地质、地形条件，施工设计阶段，泄洪排沙底孔出口采用一侧扩散的斜鼻坎挑流布置。