101第46卷第02期2023年02月Vol.46No.02Feb.2023水电站机电技术Mechanical&ElectricalTechniqueofHydropowerStation1引言溢洪道作为水工建筑中代表性泄流建筑[1,2]，其设计不仅需要考虑结构静力状态，也不仅仅需要综合考虑溢洪道动力响应特征，溢洪道发挥水利功能的关键离不开防蚀消能，因而防蚀降冲设计较为重要。王康柱[3]、黄桂兵等[4]为探讨溢洪道结构设计可靠性，采用CFD等三维流场计算平台，研究了溢洪道断面上流速、压强以及水面线等水力特征变化，从掺气坎高度、挑角等因素开展设计研究对比。模型试验不仅可以在渗流场分析中得到应用，也可有助于溢洪道结构体型设计，何志亚等[5]借助水工物理模型试验方法，开展溢洪道溢流阶梯设计工艺、挑坎增设以及宽尾墩设计等试验分析，从水工模型试验结果研判溢洪道防蚀消能的设计合理性。本文为研究蓄能电站溢洪道防蚀消能构件的布设方式，采用水工模型试验方法开展了掺气坎布设方案下溢洪道沿程气相分布、压强特征分析，为溢洪道掺气坎截面体型设计提供依据。2模型试验介绍2.1工程概况西北清河抽水蓄能电站位于中国第一阶梯与第二阶梯交界位置，降水丰富，地表发育较多植被，水沙防护效果较佳。该抽水蓄能电站包括有拦水主坝、拦沙坝、泄洪洞以及溢洪道等水工建筑，图1为该蓄能电站溢洪道几何设计剖面、平面图。该溢洪道上游采用弧形压杆式钢闸门，占据主轴30m，溢洪道全轴长为203.6m，引水段与出水段高程差达56m，溢流阶梯坡度为25.94%，泄槽段均为均匀式台阶设计，尾渠段坡度较高，达40%，占据轴长58.6m，进水口引渠段为30m，敞口式体型，过渡段首级阶梯未增设前置掺气坎，在下游设置有挑流鼻坎构件，利于下游消力池的防冲降能。作为清河抽水蓄能电站的关键工程，溢洪道安全运营离不开消能防蚀设计，工程管理部门考虑对该蓄能电站溢洪道的降能防蚀设计开展模型试验研究。2.2模型试验从蓄能电站溢洪道消能防蚀设计入手，上、下游河道高程分别设定至950m、875m，相似比尺为50，建立的室内溢洪道物理模型如图2所示。按照模型试验理论[2,5]，本试验中流量比尺为8000，所模拟的消力池主轴全长为20m，宽度为2.8m，池内坡度1/0.45。收稿日期：2022-08-06作者简介：程华进（1988-），男，工程师，从事水利工程设计工作。掺气坎体型设计对溢洪道水力特性影响研究程华进1，王亚妮1，徐静2，樊鑫1（1.淮安市水利勘测设计研究院有限公司，江苏淮安223005；2.嘉禾项目管理淮安有限公司，江苏淮安223001）摘要：...
