(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111586586.0 (22)申请日 2021.12.23 (71)申请人 中国电建集团华 东勘测设计 研究院 有限公司 地址 310000 浙江省杭州市潮王路2 2号 申请人 水利部交通 运输部国家能源局南京 水利科学研究院 (72)发明人 徐建荣　胡亚安　辜晋德　何明杰　 彭育　赵建钧　薛阳　阮仕平　 颜志庆　楚昕颖　王宇　陈林　 (74)专利代理 机构 北京保识知识产权代理事务 所(普通合伙) 11874 代理人 程一航 (51)Int.Cl. E02B 8/06(2006.01)E02B 8/00(2006.01) E02B 9/00(2006.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种基于河道容 量的泄洪枢纽布置方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于河道容量的泄洪枢 纽布置方法， 属于水利水电技术领域， 主要包括： 电站引水系统、 坝身泄洪系统、 泄洪洞泄洪系统， 其中电站进出水系统包括电站进水口和电站尾 水出水口； 坝身泄洪系统包括坝身泄洪表孔、 坝 身泄洪深孔及坝后水垫塘； 泄洪洞泄洪系统包括 泄洪洞进口及泄洪洞出水口。 各 泄洪建筑物的出 水口的布置根据各建筑物的泄洪功率及河道地 形特点确定， 充分考虑了各主要坝身消能区、 发 电尾水区、 泄洪洞消能区的河道环境容量， 在合 理范围内保证各功能区相互影 响最小化； 本发明 有效解决了窄河谷特大泄洪功率枢纽主要泄洪 建筑物合理布置的问题。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 114150631 A 2022.03.08 CN 114150631 A 1.一种基于河道容量的泄洪枢纽布置方法， 包括坝身泄洪消能区、 发电尾水区和泄洪 洞泄洪消能区， 所述坝身泄洪消能区与发电尾水区之间为第一典型断面地形， 所述发电尾 水区与泄洪洞泄洪区之间为第二典型断面地形， 其特征在于， 所述坝身泄洪消能区与发电 尾水区之间的距离D12由坝身泄洪流量Q坝及第一典型断面地 形确定； 所述发电尾水区与泄洪 洞消能区之间的距离D23由两者之间的第二典型断面 地形确定 。 2.根据权利要求1所述的一种基于河道容量的泄洪枢纽布置方法， 其特征在于： 所述距 离D12包括水垫塘长度D水垫塘、 二道坝后调整段长度D调整和河道长度D河1， 所述水垫塘长度D水垫塘 包括坝身水舌 最大挑距L1和水舌 落水点后最大 水跃长度L2， 其计算公式为： D水垫 塘＝L1+L2 所述二道坝后调整段长度D调整为水垫塘 断面过渡到河道断面的长度； 所述河道长度D河1 由设计泄洪工况 下的河道水力半径d1确定， 其计算公式为： D河1＞(16～18) ×d1 当工程考虑河道水位波动影响时， 计算公式为： D河1＞(19～20)×d1 所述距离D12＞D水垫 塘+D调 整+D河1。 3.根据权利要求1所述的一种基于河道容量的泄洪枢纽布置方法， 其特征在于： 所述D12 包括坝身水舌挑距L1和50mm/h雾化雨强等值线最大影 响距离L3， 所述50mm/h雾化雨强等值 线最大影响距离L3由坝身最大泄量Q坝、 坝身水舌碰撞点以下河谷面积S雾和碰撞点到尾水 出口高程差 H雾决定， 其计算公式为： L3≈32.7 ×Q坝/S雾×(2×g×H)0.5 所述距离D12＞L1+L3。 4.根据权利要求1所述的一种基于河道容量的泄洪枢纽布置方法， 其特征在于： 所述泄 洪洞泄洪区的第二典型断面地形应满足单位水体消能率不大于15kw/m3， 消能区水体长度 与宽度范围应包括泄洪水舌 落水点与落水点后跃长并留有10％的距离 。 5.根据权利要求1所述的一种基于河道容量的泄洪枢纽布置方法， 其特征在于： 所述发 电尾水区与泄洪洞消能区之间的距离D23由电站正常运 行尾水位Ht、 泄洪洞运 行后河道堆积 体最大高程H堆、 电站正常运行时堆积体顶部水深h和河道平均水力坡降i共同确定， 其计算 公式为： D23＞(Ht‑h‑H堆)/i。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114150631 A 2一种基于河道 容量的泄洪枢纽布置方 法 技术领域 [0001]本发明属于水利水电工程技术领域， 具体公开了一种表基于河道容量的泄洪枢纽 布置方法。 背景技术 [0002]随着我国大型水利水电工程建设的发展， 带来较大的社会、 经济、 环境等方面的综 合效益的同时， 存在水头 很高、 下泄流 量大的特点， 对泄洪消能方式提出了 很高的要求。 [0003]西南地区的河流大都具有高山深谷型的特点， 枢纽泄洪多由坝身孔口和两岸隧洞 共同承担。 如二滩水电站， 河谷狭窄呈V型， 坝身7个表孔、 6个中孔的双层泄水孔口布置， 辅 以布设在右岸的2条 泄洪洞。 小湾水电站 地处高山 峡谷， 泄洪消能采用5个坝顶溢流表孔6个 坝身中孔， 左岸一条泄洪洞， 坝后 设水垫塘和二道坝的联合泄洪方案。 溪洛渡采用7表孔、 8 深孔和4条 泄洪洞的泄洪设施共同承担泄洪。 泄洪洞设在 厂房与大坝之 间， 左右各2条， 其进 口在厂房进水 口与大坝坝肩间的缓坡台地。 锦屏一级水电站枢纽布置方案为:混凝土双曲 拱坝， 坝身4个表孔+5个深孔+2个放空底孔+坝后水垫塘与右岸1条有压 接无压泄洪洞。 [0004]窄河谷特大功率泄洪枢纽中， 过水建筑物较多， 各泄洪建筑物与电站进出水口密 集布置， 其布置方式与工程特点、 坝址的地形， 泄量分配等方面都有着 紧密的关系。 泄洪建 筑物运行时的水力学问题在窄河谷地形中尤其突出， 并极易对邻近建筑物产生直接影响， 如泄洪时引起电站尾水大幅度波动会影响机组出力， 泄洪雾化容易导致 发电建筑物运行安 全等。 现有的枢纽布置往往基于工程量考虑， 布置的较为紧凑， 对运行时的相互影响预计不 足， 为了解决上述问题， 我们提出了一种基于河道容 量的泄洪枢纽布置方法。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种基于河道容量的泄洪枢纽布置方法， 解决现有的枢纽 布置基于 工程量考虑， 布置的较为紧凑， 对运行时的相互影响预计不足的问题。 [0006]为了实现上述目的， 本发明采用了如下技 术方案： [0007]一种基于河道容量的泄洪枢纽布置方法， 包括坝身泄洪消能区、 发电尾水区和泄 洪洞泄洪消能区， 所述坝身泄洪消能区与发电尾水区之间为第一典型断面地形， 所述发电 尾水区与泄洪洞泄洪区之 间为第二典型断面地形， 所述坝身泄洪消能区与发电尾水区之间 的距离D12由坝身泄洪流量Q坝及第一典型断面地形确定； 所述发电尾水区与泄洪洞消能区之 间的距离D23由两者之间的第二典型断面 地形确定 。 [0008]优选地， 所述距离D12包括水垫塘长度D水垫塘、 二道坝后调整段长度D调整和河道长度 D河1， 所述水垫塘长度D水垫塘包括坝身水舌最大挑距L1和水舌落水点后最大水跃长度L2， 其计 算公式为： [0009]D水垫 塘＝L1+L2 [0010]所述二道坝后调整段长度D调整为水垫塘断面过渡到河道 断面的长度； 所述河道长 度D河1由设计泄洪工况 下的河道水力半径d1确定， 其计算公式为：说　明　书 1/4 页 3 CN 114150631 A 3