水利水电工程中的水库溢洪道设计研究

易良均　谭兴国

【摘要】文章以水利水电工程的水库溢洪道设计为研究对象，首先以某工程为例对其工程概况进行了分析，随后对选择溢洪道孔口尺寸进行了研究分析，最后针对泄槽水面线进行了研究分析以供参考。

【关键词】水利工程；水库；溢洪道设计

前言：

某水库位于赣江支流，其以供水、灌溉为主，发电、防洪为辅，水库大坝为土石坝，在右岸坝端设有开挖式溢洪道，该溢洪道由由进水渠、控制段、陡槽段及消能段组成，其中进水渠底部宽度20m，渠道呈梯形，边坡比为1：1，渐变段12m长，并与控制段相连，控制段结构为整体式结构，左右边墙顶宽相同，宽度均为2m，中墩的宽度也为2m，溢流堰采用的是WES实用堰，斗槽的尾部具有挑流消能功效，纵向边坡比为1：3.88。，水库校核洪水位（P=0.1%）下泄流量为 941m3/s、设计洪水位（P=2%）下泄流量为 579m3/s，挑流鼻坎角度为27.5°，高程为281.5m，在实现水流消能后可以将水流挑射至下游河床。

一、选择溢洪道孔口尺寸

针对于溢洪道布置有两种方案可供选择，方案一的溢洪道堰顶高程、控制段底板高程较高，泄流的净宽也比较小，由上文可知溢洪道设置于右岸的坝端，根据右岸山体地形条件来分析，虽然开挖量并不大，但坝体相对较高，堆石量也比较大。该方案校核洪水位（P=0.1%）为344.23m，设计洪水位（P=2%）为 341.84m，设计坝顶高程为 344.2m。方案二的溢洪道堰顶高程、控制段底板高程较低，泄流的净宽比较大，根据右岸山体地形条件来分析，虽然开挖量比较大，但坝体堆石量较小。该方案设计坝顶高程为 342.7m，校核洪水位（P=0.1%）为342.2m，设计洪水位（P=2%）为 341.83m。以下表一即为方案一及方案二的项目工程量具体数据信息比较：

通过上述表一可以得知，方案二相对于方案一来讲更为经济，并且由于工程所处的区域为山区性洪水，对洪水位进行设计到校核洪水位的过程所经历的时间较短，并且当选择2×7m溢流孔口时，由校核水位控制坝顶高程，而当选择2×9m溢流孔口时，由设计水位控制坝顶的高程，基于此无论是从经济性考虑，还是从泄洪安全方面考虑，方案二显然更加合适。

二、计算泄槽水面线

具体计算时应根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）取方案二校核洪水位（P=0.1%）为342.2m、下泄流量为 941m3/s对水面线进行计算。计算时采用用 PC1500《D-7 明渠恒定非均匀渐变流水面曲线计算》程序，计算公式如下：

假设起始水深为h1，根據《溢洪道设计规范》（A.3.1-3）计算公式为

结合计算公式可以得出弯道的外侧与中心线水面高差为5.95m。泄槽弯道急流段外侧横向水位差根据小扰动冲击波理论及经验公式计算可以取其大值为 9.0m，因此，泄槽弯道段墙高应不小于 11.76m，最终弯道段外侧墙高取 12m。

总结：

综上所述，溢洪道作为水库主要的泄水建筑，做好相应的设计，如设计好择溢流堰段的形式和尺寸，并通过计算泄槽水面线，来选择最为合适的边墙高度，为溢洪道设计奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]曹志真. 水利工程中水库溢洪道设计研究[J]. 江西建材， 2017（24）：115-115.

[2]洪振国， 洪振权. 水库溢洪道结构及布置设计研究[J]. 海河水利， 2016（4）：26-29.