某水电站琴键堰体型优化试验研究

来源：水资源与水工程学报杂志2024年第1期北京时间：

作者：王中浩，马飞，林智晟

单位：河海大学水利水电学院

摘要：琴键堰是一种新型的高效溢流堰，以曲折的堰顶结构来增加溢流前缘总长度，使得其泄流能力远超直线堰。针对某拟建水电站琴键堰泄流能力不足的问题，提出了增加展宽比（L/W）、增加堰高（P）和增加堰高且减少单元数（n）的优化方案，并通过物理模型试验进行验证，得到了满足设计要求的推荐方案。此外，本研究还探讨了水工模型类别（整体及断面模型）和比尺效应对琴键堰泄流能力的影响。通过对比分析优化方案可知：方案M1（展宽比L/W由7.75增至8.88）中，琴键堰泄流能力得到了一定程度的提高，但泄流能力仍不满足设计要求；方案M2（堰高由4.50 m增至6.50 m）和M3（堰高由4.50 m增至6.90 m，单元数由17.5个减至8.5个）中，琴键堰泄流能力显著增加，该两种方案皆可满足设计要求。试验结果表明：与琴键堰整体模型相比，其断面模型测得的泄流能力偏大约6%；对于琴键堰，当模型堰上水头大于2.50 cm时，比尺效应对琴键堰泄流能力的影响可以忽略。

关键词：琴键堰,体型优化,泄流能力,展宽比,堰高,比尺效应

基金资助：国家自然科学基金项目（522035811）