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摘要
高水头、小底坡、水位变幅大的掺气设施体形优化难度大。某水电站泄洪中孔最大水头达92.37 m,底坡仅5.0%,运行水位变幅为11.37 m,掺气坎体形是设计难点。基于1∶40的单体水工模型试验，对掺气坎的体形进行了系列优化，获得最终推荐体形。研究表明：采用“坎下局部变坡+小挑坎+掺气槽”的设计，能满足高水头、小底坡、水位变幅大的泄槽掺气要求，各道掺气坎均能形成稳定空腔，掺气效果较好；掺气挑坎的细节尺寸对掺气效果极为敏感；建议建立掺气空腔与其影响因子的数学分析模型，以获得掺气坎优化体形的最佳解。该工程目前已运行近7年，总体效果良好，但突扩突跌后的侧墙发生了局部空蚀，表明对高水头泄水建筑物，宜同时采用减压模型全面、充分论证其局部空化特性。
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单位大唐观音岩水电开发有限公司; 昆明理工大学
