摘 要：依据两个水电站工程水工水力学模型试验资料，对中小型拱坝表孔泄洪体型布置相关问题进行了研究，研究结果表明，虽然拱坝表孔泄洪容易存在向心集中问题，但借鉴中高拱坝泄洪布置思路，依据横向扩散与纵向拉开联合泄洪的思路，两个工程分别采用了宽尾墩窄缝纵向水舌+连续鼻坎横向扩散间隔布置的形式，以及表孔孔内纵向+横向扩散的布置形式，试验测试发现，两种体型都可使水舌在纵向与横向实现全范围的扩散，合理利用消能空间与水体，既适应了不同流量洪水泄洪的要求，又使消能率得到大幅度提高，大流量泄洪消能率均可提高约30%。
关键词：拱坝；消能；窄缝；扩散。
中图分类号：TV135.2 文献标识码：A 文章编号：

Experimental Study on Flood Discharge Energy Dissipator for Medium & Small-size Arch Dam Crest Spillway
Yang Jie1，Yin Jinbu 2
(1，Nanwan Reservoir Administration Henan, Xinyang 464000 ; China 2 Northwest Agriculture & Forest University, Yangling，Shaanxi，712100 China)

Abstract：Base on the experimental study on flood discharge energy dissipation for two power station , the paper puts forward a thinking of lateral diffusion and vertical open joint flood discharge on crest spillway large flood for medium & small-size arch dam. One is flaring gate pier slit longitudinal water tongue + continuous nasal lateral diffusion, another is a table in the distributed longitudinal + lateral diffusion. The experimental results showed that energy dissipator space and water would be rational used, adapts to the demand of different flow flood discharge. Spillway flow would be spreaded in cross and longitude. Energy dissipation ratio would be increased 30%.
Key words：arch dam；energy dissipation；slit；diffusion.

1.前言
拱坝虽然以其坝身受力条件好，工程量小等诸多优点，在许多窄河谷工程开发中得到广泛应用，但河道狭窄，泄洪消能问题一般比较难解决。伴随着双曲拱坝建设水平的发展，拱坝泄洪消能问题也发生了日新月异的变化。在借鉴乌江东风工程泄洪体型布置原则的基础上，二滩等高拱坝工程，通过系列研究提出了“分区泄洪，分散出流，加固河床，设置水垫塘”的综合布置思想，既要实现水流的分散，也要加固河床岸坡的稳定[1、2]。从这一基本思想出发，拱坝出现了多种泄洪体型的布置形式，一些工程采用坝身分层泄洪+水垫塘，也有些工程在坝身泄洪同时，还附带岸边泄洪建筑物，且随着总泄洪流量的增加，岸边泄洪建筑物的泄量也在不断增加[3]。这些思想都是针对高拱坝而言，对一些中小型工程而言，如果也采用坝身多层泄洪的布置形式，其泄洪消能效果固然不错[4]，但是，中孔、底孔等建筑物金属结构设备带来的工程投资问题会被加大，特别是一些坝高不足百米的工程，如果采用RCC施工工艺，则中孔的布置形式势必还影响大坝的施工进度。因此，很多工程只选择了比较简单的表孔或表孔+水垫塘的泄洪方式，如福建的安仁溪电站[5]、浙江的仙居下岸水库[6]、福建的牛头山水电站[7]等，这些工程一般最大单宽流量不足50 m3/s.m，或总泄洪流量不足2000m3/s，工程设计中只要采用表孔＋水垫塘的布置方式，泄洪消能问题就可得到合理解决。也有些百米左右的双曲拱坝工程最大泄洪流量已接近或超过5000 m3/s，但从控制工程总投资的角度出发，其下游河道工程量不宜太大，而且此类工程受河道狭窄地形的限制，可供表孔能够使用的溢流前缘宽度比较小，因此单宽过流量也比较大，有些工程单宽过流量甚至接近或超过100 m3/s.m。如果仍采用表孔泄洪，则出口水深增加，水舌挑距势必减小，下游消能与河道冲淤问题严重。因此如何对诸如此类的中小型拱坝表孔大单宽流量泄洪建筑物体型进行设计是一个值得探索研究的问题。
作者：杨杰1尹进步2