水利水電工程中的水庫溢洪道設計研究

易良均　譚興國

【摘要】文章以水利水電工程的水庫溢洪道設計為研究對象，首先以某工程為例對其工程概況進行了分析，隨后對選擇溢洪道孔口尺寸進行了研究分析，最后針對泄槽水面線進行了研究分析以供參考。

【關鍵詞】水利工程；水庫；溢洪道設計

前言：

某水庫位于贛江支流，其以供水、灌溉為主，發電、防洪為輔，水庫大壩為土石壩，在右岸壩端設有開挖式溢洪道，該溢洪道由由進水渠、控制段、陡槽段及消能段組成，其中進水渠底部寬度20m，渠道呈梯形，邊坡比為1：1，漸變段12m長，并與控制段相連，控制段結構為整體式結構，左右邊墻頂寬相同，寬度均為2m，中墩的寬度也為2m，溢流堰采用的是WES實用堰，斗槽的尾部具有挑流消能功效，縱向邊坡比為1：3.88。，水庫校核洪水位（P=0.1%）下泄流量為 941m3/s、設計洪水位（P=2%）下泄流量為 579m3/s，挑流鼻坎角度為27.5°，高程為281.5m，在實現水流消能后可以將水流挑射至下游河床。

一、選擇溢洪道孔口尺寸

針對于溢洪道布置有兩種方案可供選擇，方案一的溢洪道堰頂高程、控制段底板高程較高，泄流的凈寬也比較小，由上文可知溢洪道設置于右岸的壩端，根據右岸山體地形條件來分析，雖然開挖量并不大，但壩體相對較高，堆石量也比較大。該方案校核洪水位（P=0.1%）為344.23m，設計洪水位（P=2%）為 341.84m，設計壩頂高程為 344.2m。方案二的溢洪道堰頂高程、控制段底板高程較低，泄流的凈寬比較大，根據右岸山體地形條件來分析，雖然開挖量比較大，但壩體堆石量較小。該方案設計壩頂高程為 342.7m，校核洪水位（P=0.1%）為342.2m，設計洪水位（P=2%）為 341.83m。以下表一即為方案一及方案二的項目工程量具體數據信息比較：

通過上述表一可以得知，方案二相對于方案一來講更為經濟，并且由于工程所處的區域為山區性洪水，對洪水位進行設計到校核洪水位的過程所經歷的時間較短，并且當選擇2×7m溢流孔口時，由校核水位控制壩頂高程，而當選擇2×9m溢流孔口時，由設計水位控制壩頂的高程，基于此無論是從經濟性考慮，還是從泄洪安全方面考慮，方案二顯然更加合適。

二、計算泄槽水面線

具體計算時應根據《溢洪道設計規范》（SL253-2000）取方案二校核洪水位（P=0.1%）為342.2m、下泄流量為 941m3/s對水面線進行計算。計算時采用用 PC1500《D-7 明渠恒定非均勻漸變流水面曲線計算》程序，計算公式如下：

假設起始水深為h1，根據《溢洪道設計規范》（A.3.1-3）計算公式為

結合計算公式可以得出彎道的外側與中心線水面高差為5.95m。泄槽彎道急流段外側橫向水位差根據小擾動沖擊波理論及經驗公式計算可以取其大值為 9.0m，因此，泄槽彎道段墻高應不小于 11.76m，最終彎道段外側墻高取 12m。

總結：

綜上所述，溢洪道作為水庫主要的泄水建筑，做好相應的設計，如設計好擇溢流堰段的形式和尺寸，并通過計算泄槽水面線，來選擇最為合適的邊墻高度，為溢洪道設計奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1]曹志真. 水利工程中水庫溢洪道設計研究[J]. 江西建材， 2017（24）：115-115.

[2]洪振國， 洪振權. 水庫溢洪道結構及布置設計研究[J]. 海河水利， 2016（4）：26-29.