水平旋流消能泄洪洞的过流能力与消能率

4.5.2.1　泄洪流量

根据模型试验结果，环形掺气坎的结构尺寸是影响泄洪洞泄流流量的关键因素，当库水位超过2002.00m时，泄洪洞进口为淹没堰流。在模型试验中，设计洪水位工况（2005.00m）时，流量系数为0.312，竖井水位与库水位接近齐平。

原型试验中，竖井平均水位较库水位低1.8m左右，因此原型堰流的淹没度小于模型值，原型的流量系数大于模型值。原型监测数据表明，库水位2003.40～2004.00m时，泄洪洞的流量系数为0.361，3次运行试验时的泄流流量在1050～1100m3／s之间，大于模型试验结果。分析认为，原型起旋室综合运行阻力相对较小，导致环形掺气坎空腔长度增加，空腔负压增加，是引起过流能力增加的主要原因。

4.5.2.2　消能率

设计工况下，模型试验计算消能率为86.1%（从进口到桩号导0＋430.00m）；原型试验计算消能率为84.5%（从进口到桩号导1＋004.00m）。分析认为其主要原因不仅在于原型与模型试验条件的差异，而且与下列体型因素有关：(www.xing528.com)

（1）模型试验与原型在旋流洞与水垫塘过渡段体型有所差异，模型的渐变段为6m，原型为14m。前者为短过渡，水垫塘内的消能率稍高。

（2）模型试验与原型在水垫塘出口面积虽然相同，但体型有较大差异，模型试验的水垫塘出口底板和两侧边墙为三角墩收缩，其出口消能效率较高；而原型为流线型收缩，消能效率较低。

（3）模型试验退水洞在桩号导0＋361.20m为直角突扩连接，原型退水洞从桩号导0＋370.00～0＋375.00m为5m长的底、侧渐变的突扩形式，其辅助消能效率也有所降低。这也就是原型（减压试验优化）与模型比较，泄洪洞出口的平均流速较高，平均水深略小的原因，但二者的总体消能率比较接近。