——导流明渠截流模型试验综述

　　即将实施的三峡导流明渠截流工程，是三峡工程由二期施工转入三期施工的控制性工程，其成败直接影响三峡工程的总工期，影响三峡工程能否按期实现水库初期蓄水、船闸通航、首批机组发电三大目标。

　　为了给明渠截流后续工程(如RCC围堰)施工预留充足的时间，三峡建设者初步将明渠截流合龙时间定于今年11月中旬实施。明渠截流设计流量为10300立方米每秒，试验截流落差4.06米，龙口最大垂线平均流速达每秒7—8米，截流综合指标远远超过世界已建最大水利枢纽——巴西伊泰普水电站截流工程。鉴于三峡明渠截流具有流量大、落差大、流速大、龙口水力学指标高的特点，三峡总公司委托长江科学院，配合业主、设计单位进行了一系列的明渠截流水工模型试验。最后提出了上、下游双戗堤进占合龙，一起承担截流落差；其中上戗预留截流基地，双向进占，承担主要截流落差的2／3，下戗单向进占，承担1／3的截流落差的施工方案。为对实施方案及施工现场实际边界条件进行补充研究，三峡总公司又于今年7月委托长江科学院进行“三峡工程三期截流降低风险预案及原型施工跟踪预演水力学试验研究”。试验基地设在宜昌前坪，模型有1／80整体截流模型、1／100整体导流模型、1／50大比尺局部整体截流模型各一座，备有与之相配套的供水、供电、控制设施及试验数据采集设备，利用截流实体物理模型，采用水工定床模型的试验方法，通过观测流态、沿程水位、落差抛投材料和拦石坎的稳定及流失情况，

　　研究截流水力学条件，降低截流风险，进行截流原型跟踪及预报。

　　截流补充试验及降低风险预案研究有4个方面的内容：(1)超设计截流流量时，上下游双戗堤截流进占合龙试验。该项试验研究了超设计流量，上戗和下戗应承担的落差及上下戗龙口设计拦石坎；研究了上戗堤口门宽度为不同宽度时，对应下戗堤口门宽度；研究了不同口门宽度配合条件下，上下戗口门区落差、流速、流态等主要水力指标，抛投材料的稳定及流失情况；研究了设计拦石坎的稳定与流失情况。(2)截流上下游围堰堰体跟进方式研究。该项试验探索了不影响上下游戗堤落差分配条件下，上下游围堰堰体及迎水侧石渣堤非龙口段进占和龙口段合龙时的最大跟进长度，口门区的水流条件及拦石坎和抛投材料的稳定流失情况。探索了不同口门条件下，跟进堰体及迎水侧石渣堤部位流速、流态及石渣堤的冲刷流失情况。(3)上下游戗堤进占口门宽度配合敏感性试验。该项试验研究了不同流量下，采用双戗堤截流，共同承担落差，龙口设设计拦石坎条件下，上下戗口门宽度不同时，两戗堤截流落差分配曲线。(4)龙口合龙困难段非常规材料选用及抛投合龙试验。该项试验，研究了不同流量下，上下戗分别承担3／4和1／4落差，龙口不设拦石坎条件下，龙口段非常规材料材料抛投方式稳定及流失情况。

　　截流原型跟踪预演试验内容有3个方面：(1)截流实施初期实测地形对导流底孔分流能力、截流落差的影响。(2)龙口拦石坎实测地形抗冲稳定性及施工实际采用抛投材料的进占合龙效果和流失情况。(3)三期截流水力学跟踪复演，及进占水力学条件预报研究。该项试验将在戗堤预进占阶段，结合水文水情预报，现场实测地形边界条件，研究非龙口段进占及龙口段合龙各口门水力学条件、两戗堤间的口门配合、抛投材料及拦石坎材料的稳定与流失情况，口门区流速、流态在龙口合龙段，根据现场实际水文水情条件，实测地形边界条件，跟踪现场实际施工状况，并结合水文水情变化，在模型上适时超前进占，预报进一步施工的口门区水流条件，主要水力学参数、提供抛投材料的选取要求及抛投材料和拦石坎材料的稳定和可能流失情况，可采取的工程施工、施工程序和方案，为业主适时决策指导现场施工提供依据。该项试验还将研究非常水文水情或其它因素造成施工进占合龙困难时的适时工程对策。

　　目前该项目已进行了近百组模型试验、数据采集，已于9月底提出阶段试验成果。下一阶段截流原型跟踪预演试验，将与原型截流同步进行或略有超前，其研究成果将直接为截流决策提供依据并指导实际施工。

　　长江科学院拥有一支长期从事导截流设计、试验研究的高水平技术队伍，1997年研究的“三峡工程二期截流水力学试验”项目获国家科技进步一等奖。(王媛华)

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