3.2 设置阻尼井的必要性及其直径的优化
长尾水隧洞的水电站一般设有尾水闸门井，一方面便于机组检修时大大缩短排水时间，另一方面，尾水闸门井可看成为一个下游小调压井。它设置在压力尾水道上，具有调压井的相似功能，具体如下：
（1）由闸门井自由水面反射水击波，限制水击波进入压力尾水道，以满足机组调节保证的技术要求。
（2）改善机组在负荷变化时的运行条件及供电质量。但它与尾水调压井又有所不同，主要表现在它断面积很小，理论振荡周期很短，与电站调节系统的主要参数，如Ta、Tw、Td等相接近，闸门井的水位振荡会受调速器的控制。
三峡地下电站单机容量巨大，尾水管出口宽度达18.0m，中间不设支墩，若设置闸门井，则闸门的制造十分困难，且需设置相应的启闭设备和操作廊道，增加投资较大；但若取消闸门井，计算表明，转速上升率及尾水管进口真空度均不满足规程规范要求，特别是在低尾水位62.5m、水头90m、水轮机出力767MW时甩负荷的工况下，洞内水流倒流时水流击打过渡段弯拱，会出现严重的水锤现象，如图2所示。图2为大波动工况，无阻尼井，上游水位154.50m，下游水位62.50m，机组甩满负荷（767.0MW）紧急停机。尾水管进口断面真空度计算值为17.197～30.527 m H2O，对机组的安全稳定运行造成严重威胁。
图2 H=90m、Pt=767 MW工况下甩负荷各参量变化过程曲线
经对机组检修时的排水时间计算，设置闸门和不设闸门机组检修排水时间由8h增到12h，约增加了4h，此时间对地下电站机组检修是可以接受的。因此决定取消闸门，但保留具有调压井的相似功能的闸门井，简称为阻尼井。
如上所述，阻尼井理论上具有调压井的相似功能，设置阻尼井时压力尾水管道上增加了能反射水击波的自由水面。较之调压井，阻尼井的优势之处在于断面面积小、工程造价低、理论振荡周期短。
经对阻尼井直径取10m、7m、5m三种内径，计算表明：
（1）阻尼井直径不同，对最大蜗壳压力上升值和机组最高转速上升率影响很小。
（2）随着阻尼井内径减小，尾水管进口断面真空值略有增加，但均能满足＜8m H2O的要求。
（3）下游水位在变顶高尾水洞出口洞顶高程71.00m以下时，随着阻尼井直径缩小，甩负荷后明满交界面前后摆动的幅度将增加，洞顶压力略有升高。
（4）三种直径下，小波动稳定性均能满足要求，随着阻尼井直径减小，小波动稳定指标略有改善。
经综合分析，阻尼井直径选7.0m。