水利水電工程中的水庫(kù)溢洪道設(shè)計(jì)

1、    水利水電工程中的水庫(kù)溢洪道設(shè)計(jì)    梁耀【摘要】在水利水電工程中，溢洪道的設(shè)計(jì)和布置合理與否，不僅直接影響到水庫(kù)的安全，而且關(guān)系到整個(gè)工程造價(jià)。人們常稱溢洪道是水庫(kù)的“安全門”，修建大壩攔蓄了河水，使大壩上下游形成了一定的水位差。溢洪道的任務(wù)就是在汛期水庫(kù)攔蓄不了的多余洪水，從上游安全泄放到下游河床中去的安全通道，它比原河道有較大的落差?！娟P(guān)鍵詞】水利水電工程；水庫(kù)；溢洪道設(shè)計(jì)前言溢洪道是水庫(kù)等水利建筑物的防洪設(shè)備，多筑在水壩的一側(cè)。當(dāng)水庫(kù)里水位超過(guò)安全限度時(shí)，水就從溢洪道向下游流出，防止水壩被毀壞。本文主要就水利水電工程中的水庫(kù)溢洪道設(shè)計(jì)展開(kāi)

2、探討，以供參考。一、水利水電工程中的水庫(kù)溢洪道設(shè)計(jì)問(wèn)題1.1 溢洪道設(shè)計(jì)的平面彎道半徑過(guò)大和收縮過(guò)劇，對(duì)泄流十分不利特別在溢洪道陡坡段布置有彎道時(shí)，由于彎道流態(tài)、流勢(shì)劇烈變化，導(dǎo)致二岸產(chǎn)生了水面差，這時(shí)凹岸水面壅高，并在下游銜接的平直段內(nèi)產(chǎn)生折沖水流，大大影響了泄流能力和消能效果。另外陡坡段或緩流段的過(guò)劇收縮，也會(huì)發(fā)生顯著的壅水和流態(tài)變化，并對(duì)溢洪道襯砌造成沖擊，如砌護(hù)過(guò)高會(huì)增加投資，砌護(hù)過(guò)低了又不安全。1.2 溢洪道縱橫剖面及平面布置設(shè)計(jì)不當(dāng)比較突出的問(wèn)題是陡坡設(shè)計(jì)比降過(guò)陡。部分溢洪道布置在非巖性山坡上，其底部未做有效的反濾襯砌，致使?jié)B水后易產(chǎn)生滑坡；結(jié)構(gòu)上也不穩(wěn)定。在橫斷面設(shè)計(jì)中，有些工程

3、對(duì)兩側(cè)山坡開(kāi)挖坡度注意不夠，有的過(guò)陡，加上襯砌厚度偏薄，不能滿足抗滑抗傾穩(wěn)定，也易造成坍方和滑坡；平面布置上，存在著上下游斷面連接不配套，形成“瓶頸”現(xiàn)象，從而影響了泄洪能力；此外溢洪道末端與河道銜接部分注意不夠，導(dǎo)致有的末端高出河床很多，有的末端未做砌護(hù)處理，常造成嚴(yán)重沖刷，并向上延伸，直至整個(gè)建筑物破壞。1.3 現(xiàn)有水力設(shè)計(jì)方法尚不夠完善如溢洪道進(jìn)口布置有引洪平流段的情況下，由于水力計(jì)算中忽略了平流段時(shí)進(jìn)口水位的壅高。而實(shí)際壅高有時(shí)較大，不可忽視。有些設(shè)計(jì)對(duì)溢洪道的消能工的設(shè)計(jì)考慮不夠充分，或者型式選擇不當(dāng)，導(dǎo)致消力墻長(zhǎng)度和深度均不能滿足需要，消能不夠充分，致使下游河段發(fā)生嚴(yán)重沖刷。二、水

4、利水電工程中的水庫(kù)溢洪道設(shè)計(jì)2.1進(jìn)口段溢洪道的進(jìn)口段是引導(dǎo)水流平順地由水庫(kù)進(jìn)入控制段，其具體形式取決于地形條件和樞紐布置方案。進(jìn)口段可以是一段較長(zhǎng)的引水明渠，也可以是一個(gè)較短的喇叭形的進(jìn)水口；不論是明渠或是進(jìn)水口，都必須使水流平順地進(jìn)入控制段，在平面上應(yīng)做成平滑的曲線或漸變的折線，力求避免斷面的突然收縮和水流的急劇轉(zhuǎn)變。2.2 控制段為使泄流均勻，可使近口水流垂直于控制段建筑物；根據(jù)地形條件和泄流需要必需設(shè)置寬頂堰或?qū)嵱脭嗝嫜?，堰寬度可按允許單寬流量選定，控制段控制著溢洪道的過(guò)流能力，是溢洪道的咽喉，通常筑成擋水堰形式；水流過(guò)堰，水面有明顯的降落。堰的型式根據(jù)地形、地質(zhì)、運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)條件來(lái)確定

5、，通常多采用寬頂堰和實(shí)用堰型，有時(shí)也采用駝峰堰和溢流堰。寬頂堰的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便，但流量系數(shù)較低；實(shí)用堰的特點(diǎn)是流量系數(shù)較寬頂堰大，但溢流面施工較復(fù)雜；駝峰堰介于以上兩種堰型之間。溢流孔口可以提高水庫(kù)的汛期限制水位，但在高水位時(shí)，超泄能力不如開(kāi)敞式溢洪道的泄流量大。2.3泄槽段溢洪道在控制段后都有一段陡坡（槽）與消能段相接，由于泄槽段中水流速度較高，會(huì)產(chǎn)生沖擊波、摻氣和空蝕等問(wèn)題，故泄槽段要求泄槽底面不允許有局部凹凸不平及突出部分，泄槽邊墻要適當(dāng)加高；此外，還要做好泄槽的止水和排水設(shè)備，以防泄槽底板承受較大的揚(yáng)壓力。2.4 消能段和尾水渠溢洪道的出口消能方式一般采用挑流鼻坎和消力池消能

6、型式。有的情況是流經(jīng)泄槽的急流經(jīng)過(guò)消能段后，不能直接進(jìn)入原河道時(shí)，需布置一段尾水渠；尾水渠要短、平順，底坡盡量接近下游原河道的平均坡降，使出口水流能平穩(wěn)、通暢地流入原河道。三、溢洪道施工要點(diǎn)在水庫(kù)的施工中，溢洪道是一個(gè)施工技術(shù)比較復(fù)雜，工期比較長(zhǎng)，與各方面的配合較多，也是互相干擾比較大的工程；組織好溢洪道的施工，也就為組織好整個(gè)水庫(kù)的施工打好基礎(chǔ)。溢洪道工程進(jìn)度的安排首先要考慮到水庫(kù)安全，同時(shí)也要考慮工程質(zhì)量和節(jié)約方面的要求；避免工程只做了一半，遭遇到洪水，有造成失事的危險(xiǎn)。四、溢洪道位置的選擇要盡量利用天然的有利地形條件，如分水鞍（或山坳）；這樣，就可以節(jié)省開(kāi)挖土石方量，減少工程投資，縮短工

7、期。溢洪道位置最好選擇在巖石和紅膠土上，以耐沖刷，可以降低工程造價(jià)；如果做在土基上，應(yīng)選擇堅(jiān)實(shí)的地基，將溢洪道全部做在挖方的地基上，還必須用漿砌石和混凝土襯砌，防止泄洪時(shí)對(duì)土基的沖刷。 在平面布置上，溢洪道盡量做到直線布置，力求泄洪時(shí)水流順暢。溢洪道進(jìn)口離壩端應(yīng)不小于l0m，出口應(yīng)遠(yuǎn)離下游壩腳至少20m以上。如果由于地形限制，可將進(jìn)口引水渠采用圓弧形曲線布置，并在彎道凹岸做好護(hù)砌工程，而其他部分應(yīng)盡量做到直線布置。結(jié)束語(yǔ)：對(duì)大多數(shù)水庫(kù)的溢洪道，泄水機(jī)會(huì)并不多，宣泄大流量的機(jī)會(huì)更少；但為了確保萬(wàn)無(wú)一失，每年汛前都要做好宜泄最大洪水的各種準(zhǔn)備。因此相關(guān)人員在水利水單工程中對(duì)于水庫(kù)溢洪道的設(shè)計(jì)一定要科學(xué)合理，從而保證水利水電工程的安全性。參考文獻(xiàn)：1北京動(dòng)力經(jīng)濟(jì)學(xué)院.水利水電工程管理. 1994.2宋振華. 基于水利水電工程中水庫(kù)溢洪道設(shè)計(jì)問(wèn)題的探究j. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)， 2017（8）.3趙亞昆， 龔立峰. 水利水電工程中的水庫(kù)溢洪道設(shè)計(jì)j. 城市建設(shè)理論研究：電子版， 2013（7）.4高曉梅， 苗青， 張忠輝，等. 大洪山水庫(kù)除險(xiǎn)加固溢洪道設(shè)計(jì)j. 水利水電工程設(shè)計(jì)， 2003， 22（3）：24-27.