实 验 报 告
实验名称
水利枢纽模型仿真室
课程名称
水电站建筑物
院 系 部: 专业班级： 学生姓名： 学 号: 同 组 人: 全体同学 实验台号: 指导教师： 成 绩：
实验日期:
华北电力大学
一、实验目的及要求：
（1）通过观察具体的水利枢纽仿真模型，巩固在课堂上学习到的相关知识。
（2）利用模型，同学们可以了解到水利枢纽的具体组成部分，同时可以解决在认识实习过程中所遇到的各种问题。 （3）通过对模型的观察，可以真切地体会到整个水利枢纽的运作方式和所需的各种具体要求，为同学以后的工作打下良好的基础。
二、实验内容
在水利模型仿真室中，同学们需要通过仔细观察整个模型的结构组成，了解枢纽各组成部分的运作方式以及运作环境。同时需要查看建造水利枢纽所需要的地形环境，对整个枢纽建造有一个初步的认识。除此之外，结合老师的讲解，认识到水利枢纽安全的重要性。
三、水利枢纽模型介绍
仿真模型以我国已建成的三个实际工程为原型，并按一定的比例集中修建在一起，模拟流域梯级开发，综合利用科技手段对结构布置、水流、声响等进行仿真，再现了原形工程的工作状态。它包括三个梯级水利枢纽，第一、第二梯级为水利枢纽组，其主要作用是：防洪、发电和航运。第三梯级为有坝引水枢纽，其主要作用是供水、灌溉和航运等。
第一梯级水利枢纽：
第一梯级水利枢纽以四川二滩水电站为原形，按1:280比例制作。该枢纽得而主要作用是：防洪、供水和发电。它是在雅砻江干流上开发的第一座梯级水电站，也是我国已建成的大坝中装机规模最大、单机容量最大以及年发电量最大的水电站。 该枢纽主要建筑物包括拦河大坝、坝身泄水建筑物、放空底孔、左岸地下厂房等。
1、拦河大坝
二滩大坝为混凝土双曲拱坝，坝高240米，长778.9米，总库容量58亿立方米，是我国第一座高度超过200米的大坝。河谷两岸地形陡峭，成V字形，平面上成喇叭口，是布置拱坝理想地形。坝基岩石完整、坚硬，根据拱坝布置的原则，坝轴线选定在喇叭口略偏下游处。两岸坝肩布置根据地形、地质条件，一端为径向布置 ，另一端为非径向布置。
2、坝身泄水建筑物：
坝身泄水建筑物包括坝顶表孔、溢流坝和坝身中孔，坝顶表孔和溢流坝布置在主河道位置，堰面采用WES曲线，设闸门控制。滑雪道下泄的两股水流在空中被撞，消除部分能量。堰顶布置五扇弧形闸门，孔口尺寸为11m×15m，以控制泄量和水位，当天然来水流量小于下泄量时，根据水库调度要求，用闸门控制泄量。当天然来水流量大于下泄量时，闸门全部开启自由下泄。坝身设四个中孔，对称布置在拱冠两侧，洪口尺寸 6m×5.5m，当表孔满足不了泄水要求时，开启中孔，与表孔共同泄洪。在大坝下游346米 处设有一座二道坝，用于抬高下游水位形成水垫达到消能的目的，减轻下泄水流对河道的冲刷，以保护大坝的安全。
3、放空底孔：
放空底孔的主要作用是放空水库便于检修，也作为排沙孔，其进口布置检修闸门，出口布置工作闸门，孔口尺寸为6m×5.5m，采用挑流消能。
4、地下水电站厂房：
由于受地形条件的限制，河道狭窄，在坝后布置电站较为 困难，因此选择地下厂房隧洞引水发电。共安装六台机组，装机容量为 3300兆瓦，年发电量170.4亿度，是我国西电东送的骨干电站之一。该水电站主要建筑物包括引水隧洞、地下厂房、调压室及高压开关站等。隧洞进口形式为竖井式。孔口尺寸为11.5m×10m。地下厂房长192米，宽26米。
第二梯级水利枢纽
第二梯级水利枢纽以丹江口水利枢纽为原形，按1:160比例制成。该枢纽的主要任务是防洪、灌溉、发电、航运和养殖。主要水工建筑物包括挡水建筑物、泄洪建筑物、水电站建筑物和通航建筑物等。
1、挡水建筑物：
挡水建筑物由三种坝型组成，河床段为宽缝重力坝，岸坡段位实体重力坝和土石坝。原坝总长为2494米，其中混凝土坝长1141米，最大坝高97米，坝顶高162米，总库容209亿立方米，最终大坝高程达到175米，左岸土石坝全长1223米，最大坝高56米。右岸土石坝长130米，最大坝高32米 。
2、泄水建筑物：
泄水建筑物包括泄洪深孔和溢流坝两部分。泄洪深孔设在8-13坝段，沿线长度144米，孔口尺寸宽5米，高6米，共12孔，溢流坝段布置在河床中部14-24坝段，共长264米，每坝段设两个开放室，一流控共20孔，孔宽8.5米，单孔最大泄流量为每秒2000立方米，溢流堰面曲线为WES曲线，闸门为平板闸门，采用挑流消能，挑流鼻坎的半径为26.786米。
3、通航建筑物
通航建筑物由上游导航建筑物、垂直升船机、中间渠道、斜面升船机及下游引航道五部分组成。提升机启重能力为450吨，最大 提升高度为45米，垂直升船机是一种使大坝快速过坝的通航建筑物，与船闸相比它提升高度大，过坝时间短，适用于上下游水位差大，吨位小的船只。
4、水电站建筑物：
原形全长174米，装有6台15万千瓦机组，总装机容量 900兆瓦。年均发电量约为38亿千瓦时。主要 建筑物包括 进口拦物栅、通气孔、闸门、管道、厂房和开关站等。 第三级有坝引水枢纽
第三级有坝引水枢纽以韶山灌区为原形，按1:120比例制作。主要作用是抬高水位、引水灌溉、冲沙放水等。主要水工建筑物包括拦河滚水坝、泄水冲沙闸、取水闸、船闸等。
1、拦河滚水坝：
拦河滚水坝的作用是既挡水又泄水，提高河道水位，保证足够的取水流量，保障供水。滚水坝面采用WES曲线，采用挑流消能。
2、取水闸
取水闸的主要作用是取水灌溉、供水等，布置在河道的凹岸，其主要有进水渠、闸室控制端、消能防冲段、两岸连接建筑物等组成进水渠前布置有拦沙坎，主要作用为拦沙、防止泥沙进入水闸，减少水闸及渠道淤积。引水渠的作用 是保证水流能平顺地进入闸室，闸室的作用是控制水位和流量。防冲消能段主要作用是减少过闸水流对下游河床的冲刷。
3、泄水冲沙闸
本级水利枢纽中的泄水闸布置成深孔，兼有冲沙作用，由于河道右岸泥沙淤积较为严重，因此将泄水冲沙闸布置在河道右岸，便于冲沙。水闸主要结构包括防渗铺盖、闸室、消能防冲段、上部工作桥、交通桥、闸门启闭机等，泄水冲沙闸在洪水期启用。
4、船闸
船闸的主要作用是满足通航要求，由上游引航道、上闸首、闸室段输水廊道、下闸首和下游引航道组成。上下游引航道的主要作用是停靠船只。输水廊道的主要作用是给闸室冲水、放水。
四、实验总结
通过这次对仿真水利枢纽模型的观察及老师的总结，我对整个水利枢纽有了更深刻地了解。水利枢纽是一项浩大的工程，建造之前需要大量的考察调研工作，对地形、地址条件要求比较苛刻。另外，水利枢纽对国家有着很大的经济社会意义，对于促进地区发展、节能减排、生产保证有着举足轻重的作用。据调查我国水电开发程度较低，以后水电发展还有很大的空间，对国家国民经济有很大地促进作用，也为我国环保事业做出巨大的贡献。
