1身份证号码：53290119721003XXXX2身份证号码：53220119660919XXXX
摘要：简述：黄登水电站位于云南省兰坪县境内，电站功能以发电为主。电站装机容量1900MW，保证出力515.52MW，年发电量85.78亿kW.h。大坝为碾压式混凝土重力坝，最大坝高202m。电站枢纽布置，右岸导流、左岸地下厂房发电。右岸共布置2条导流洞：1#导流洞洞宽16m,高20m,长约1122m；2#导流洞洞宽8m,高11m,长约1298m。
关键词：导流洞；分流；水力计算
1#导流洞进口围堰是砼重力式围堰（下图为围堰上部拆除---揭顶以后的照片），出口为上部是原状土下部是板岩（土石经防渗和防冲处理）的土石围堰。
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2 导流洞分流水力计算思路
导流洞分流时河道水力计算不仅是一个复杂的过程，而且分流效果直接影响截流难度。一般导流洞从施工到分流，都经历了1~2个汛期；而且由于坝肩处河岸陡陗，在导流洞分流前坝肩开挖时难免造成部分石渣下江等原因抬高原河床，改变了原天然河床的水位流量关系曲线。为了全面掌握分流情况，在分流之前做了以下几项工作：分流前10天的河道水面线测绘→反推计算河床底部高程→围堰爆破拆除时爆堆分析→分流瞬时导流洞的过水能力→分流瞬时导流洞的流速与进口水流到达出口的时间。
同时，为了验证计算成果，在分流时还进行了分流效果观测与检验。
3 分流前10天的河道水面线测绘
导流洞一般处于电站最低处，在筹建期或准备期施工。在其施工期间，往往电站前期工作也同步开展，如：场内道路修建、渣场、油库、水厂等配套设施也相继施工，有时坝肩也同时开挖。施工时由于受爆破飞石、泥石流等因素影响不可避免或多或少出现石渣下江，改变原河床面貌，形成新的“水位～流量”关系的水面曲线（与原河床水位~流量关系对比，有时改变很大）。导流洞施工周期受工程规模大小的影响，一般也需2～3年。
每年的流量～水位关系曲线一般都在汛前已测绘，但是导流洞分流时间一般选在汛末，由于受一个乃至几个汛期的影响，汛前的流量～水位关系曲线已受影响发生了变化。精确的不同流量的新的水位～流量关系曲线在分流前没有时间测绘，为此，选在分流前10天左右，通过一定的方式在一定流量下测出导流洞进口、导流洞进出口之间水流变化明显处、导流洞出口的水位，于11月4日水位分别为：1491.4米、1491.2米、1476.65米，建立“分流前10天的流量～水位关系曲线”如下 ：
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4 反推河床底部高程
通过“分流前10天的流量～水位关系曲线”，采用宽顶堰计算河床过流时最不利处的河床底部高程。本工程采用自由出流的方式。
mB(2g)1/2*(h-z1)3/2=Q
m-------流量系数，取0.32
B-------截流道路修建致河床束窄后的河面宽度，单位：米，本工程取B=50米
h------河床最不利处的水面高程，单位：米，本工程取h=1491.2米
z1------河床最不利处的河床底部高程，单位：米。
Q-----分流前10天的河床流量，单位：米3/秒，本工程取Q=732米3/秒。
经计算知：0.32*50*(2*9.8)1/2*(1491.2-z1)3/2=732， z1=1486.5米
5 导流洞进口围堰爆破拆除时的爆堆分析
本工程由于种种原因，导流洞进口围堰距进水塔只有不到50厘米，为了减少振动及爆破对建筑物的影响，采取水平爆破的拆除方案。该方案形成的爆堆只有在原地按一定水下稳定休止角（1：1.5的坡度）摊开，不可能向远处分散。爆堆的方量一般取爆体方量的1.5倍（即松散系数取1.5）。
一般围堰拆除都先揭顶瘦身，待揭顶瘦身结束后进行堰前的清渣，以便实施分流爆破。堰前清渣由于受机械性能限制也只能在一定范围内进行。本工程进口围堰分流爆破形成的爆渣只能向洞内流动，经分析计算，爆堆高程为：z2=1486.0米
6 分流瞬时导流洞的过水能力
1#导流洞计划于2018年11月18日分流。在分流前1天（11月17日）再测导流洞进口、导流洞出口的水位，分别为：1490.8米、1476.3米。流量为：620米3/秒。
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然后再按宽顶堰计算导流洞分流与河床泄流的瞬时联合过流能力，仍按自由出流计算。
mB(2g)1/2*［h0-（1491.4-1491.2）-z1 ］3/2+ mb(2g)1/2*(h0-z2)3/2=Q
h0------分流瞬时水位下降后的水面高程，单位：米
z1------河床最不利处的河床底部高程，单位：米，上面已算z1=1486.5米。
b-------导流洞宽度，单位：米，本工程取b=16米
z2------进口围堰分流时的爆堆高程，单位：米，上面已算z2=1486.0米。
Q-----分流前1天的河床流量，单位：米3/秒，本工程取Q=620。
0.32*50*(2*9.8)1/2*(h0-0.2-1486.5)3/2+ 0.32*16*(2*9.8)1/2*(h0-1486.0)3/2=620
经试算知：h0=1490.0米，因此，分流瞬时导流洞进口处水位下降为：（1490.8-1490.0）=0.8米。
导流洞瞬时分流流量：Q分= mb(2g)1/2*(h0-z2)3/2，
经计算知：Q分= 0.32*16*(2*9.8)1/2*(1490.0-1486.0)3/2=181米3/秒
进口砼围堰的分流瞬时照片如下：
出口土石围堰的分流瞬时照片如下：
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随着爆堆渣块的冲移，导流洞的过流能力将逐渐增大，直到渣块全部冲移为止。
7 分流瞬时导流洞的流速与进口水流到达出口的时间
导流洞进口分流时，导流洞是从无水到有水状态的变化过程。这个过程可近似按均匀流谢才公式计算。
V=c*(RJ)1/2= c*(Ri)1/2， c=1/n*R1/6，
R=b*h/(b+2*h), h= Q分/（b*v）
V=1/n* i1/2*(R)2/3，
由此推知：v=1/n* i1/2*( Q分*b/(b*b*v+ 2*Q分) 2/3
v------分流瞬时的导流洞洞内流速，单位：米/秒
c------谢才系数
R------水力半径，单位：米，
J------水力坡度，均匀流时取J=i
n------导流洞的糙率，取n=0.011
i------导流洞纵坡，取i=0.0356
Q分-------导流洞分流流量，单位：米3/秒，
其余符号同前
上式计算知Q分=181米3/秒
代入上式后：v=1/0.011* 0.03561/2*( 181*16/(16*16*v+ 2*181) 2/3,
V=5.42*( 181*8/(128*v+ 181)) 0.666667，经试算知：v=6.6米/秒，
进口水流到达出口的时间按平均流速公式进行计算：t=s/v
s------导流洞长度，取s=1122米
进口水流到达出口的时间：t=s/v=1122/（6.6*60）=2.83分种。
1#导流洞分流后导流洞进口原河床段水位骤降
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8 分流时还需进行分流效果观测与检验
该电站于2012年11月18日17：02实现1#导流洞分流。出口土石围堰于17：01：40秒起爆；进口混凝土（底部为预留岩埂）于17：02：00秒起爆。经观测，进口水流到达出口的时间为2分45秒左右，与计算结果2.83分（2分50秒左右）水流从进口到出口基本相符。
初始分流过水时，进口水位下降了约1米左右，与计算结果0.8米基本相符。
分流1小时后，进口水位下降到1483.8米，水位下降7米（分流前进口水位为1490.8米），河床最窄处过流宽度不足20米；这说明爆破石渣很碎，被水流冲走，爆破效果很好。
分流1.5小时后，从下游截流道路至截流戗堤位置观察,河面宽度不足2米，河床流量不到20米3/秒。导流洞出口水位高程1477米（出口底板1469.0米），水深8米。
11月19日在出口做流速测试，水流流过距离124米（1+246-1+122）用时18秒，测得流速v=6.9米/秒，与计算流速v=6.6米/秒基本相符。
9 结论
经过理论计算与工程实际检验，说明导流洞分流时的上述理论是可行的。
（1） 在导流洞分流前按宽顶堰自由出流通过现场测汇的水面曲线反推河床最高位置的底部高程；
（2） 通过导流洞进口围堰爆破拆除时的爆堆分析确定爆堆高程：
（3） 导流洞分流时按宽顶堰自由出流的方式进行导流洞分流与河床联合泄流进行水力计算确定导流洞的过流参数。
该方法对流域电站的导流洞分流具有指导意义。