华能集团高水头大流量泄洪洞水力设计技术取得重大突破

泄洪洞是水利水电工程常见的泄水建筑物，是水利工程的重要组成部分。目前，大型水电站泄洪洞单洞泄量高达3000～4200 m3/s，洞内流速超过50 m/s，高速水流可对泄洪洞造成巨大破坏，后果十分严重，开展高水头大流量泄洪洞的水力设计理论与应用研究意义重大。

华能集团所属华能澜沧江水电有限公司，联合相关企业、科研单位组成攻关小组，围绕解决大型泄洪洞泄洪安全问题，以水动力学和水气两相流理论为基础，采取理论分析、模型试验、原型观测和数值模拟分析相结合的研究方法，对泄洪洞的水力空化特性和破坏机理进行系统研究，取得重大科技成果。一是在全面分析高水头大流量泄洪洞水力特性、掺气减蚀效果、边壁空蚀破坏原因、雾化降雨特性基础上，发展并完善了高速掺气水流理论和模拟技术。二是提出了提高大型泄洪洞运行安全性的水力设计理论及水力设计方法。三是自主开发了侧壁掺气、坎下变坡、梯形收缩式突扩掺气、异型三维掺气等一系列掺气减蚀新技术。四是系统建立了泄洪雾化计算理论与预测模型，形成了一整套模拟泄洪雾化预测计算方法。

该成果获得发明专利2项、使用新型专利1项、软件著作权1项，先后获得省部级科学技术奖6项。相关技术已成功应用于小湾、溪落渡、锦屏一级、紫坪铺、瀑布沟等超大型水电站，成功解决了上述工程中巨型泄洪洞的关键水力学技术问题，保证了工程的安全运行。该成果在类似工程中具有广泛的应用前景，目前在白鹤滩、乌东德、两河口等工程设计中已推广使用。

附图：泄洪洞