水利水电工程中的水库溢洪道设计

1、    水利水电工程中的水库溢洪道设计    梁耀【摘要】在水利水电工程中，溢洪道的设计和布置合理与否，不仅直接影响到水库的安全，而且关系到整个工程造价。人们常称溢洪道是水库的“安全门”，修建大坝拦蓄了河水，使大坝上下游形成了一定的水位差。溢洪道的任务就是在汛期水库拦蓄不了的多余洪水，从上游安全泄放到下游河床中去的安全通道，它比原河道有较大的落差。【关键词】水利水电工程；水库；溢洪道设计前言溢洪道是水库等水利建筑物的防洪设备，多筑在水坝的一侧。当水库里水位超过安全限度时，水就从溢洪道向下游流出，防止水坝被毁坏。本文主要就水利水电工程中的水库溢洪道设计展开

2、探讨，以供参考。一、水利水电工程中的水库溢洪道设计问题1.1 溢洪道设计的平面弯道半径过大和收缩过剧，对泄流十分不利特别在溢洪道陡坡段布置有弯道时，由于弯道流态、流势剧烈变化，导致二岸产生了水面差，这时凹岸水面壅高，并在下游衔接的平直段内产生折冲水流，大大影响了泄流能力和消能效果。另外陡坡段或缓流段的过剧收缩，也会发生显著的壅水和流态变化，并对溢洪道衬砌造成冲击，如砌护过高会增加投资，砌护过低了又不安全。1.2 溢洪道纵横剖面及平面布置设计不当比较突出的问题是陡坡设计比降过陡。部分溢洪道布置在非岩性山坡上，其底部未做有效的反滤衬砌，致使渗水后易产生滑坡；结构上也不稳定。在横断面设计中，有些工程

3、对两侧山坡开挖坡度注意不够，有的过陡，加上衬砌厚度偏薄，不能满足抗滑抗倾稳定，也易造成坍方和滑坡；平面布置上，存在着上下游断面连接不配套，形成“瓶颈”现象，从而影响了泄洪能力；此外溢洪道末端与河道衔接部分注意不够，导致有的末端高出河床很多，有的末端未做砌护处理，常造成严重冲刷，并向上延伸，直至整个建筑物破坏。1.3 现有水力设计方法尚不够完善如溢洪道进口布置有引洪平流段的情况下，由于水力计算中忽略了平流段时进口水位的壅高。而实际壅高有时较大，不可忽视。有些设计对溢洪道的消能工的设计考虑不够充分，或者型式选择不当，导致消力墙长度和深度均不能满足需要，消能不够充分，致使下游河段发生严重冲刷。二、水

4、利水电工程中的水库溢洪道设计2.1进口段溢洪道的进口段是引导水流平顺地由水库进入控制段，其具体形式取决于地形条件和枢纽布置方案。进口段可以是一段较长的引水明渠，也可以是一个较短的喇叭形的进水口；不论是明渠或是进水口，都必须使水流平顺地进入控制段，在平面上应做成平滑的曲线或渐变的折线，力求避免断面的突然收缩和水流的急剧转变。2.2 控制段为使泄流均匀，可使近口水流垂直于控制段建筑物；根据地形条件和泄流需要必需设置宽顶堰或实用断面堰，堰宽度可按允许单宽流量选定，控制段控制着溢洪道的过流能力，是溢洪道的咽喉，通常筑成挡水堰形式；水流过堰，水面有明显的降落。堰的型式根据地形、地质、运行和经济条件来确定

5、，通常多采用宽顶堰和实用堰型，有时也采用驼峰堰和溢流堰。宽顶堰的特点是结构简单、施工方便，但流量系数较低；实用堰的特点是流量系数较宽顶堰大，但溢流面施工较复杂；驼峰堰介于以上两种堰型之间。溢流孔口可以提高水库的汛期限制水位，但在高水位时，超泄能力不如开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）与消能段相接，由于泄槽段中水流速度较高，会产生冲击波、掺气和空蚀等问题，故泄槽段要求泄槽底面不允许有局部凹凸不平及突出部分，泄槽边墙要适当加高；此外，还要做好泄槽的止水和排水设备，以防泄槽底板承受较大的扬压力。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。有的情况是流经泄槽的急流经过消能段后，不能直接进入原河道时，需布置一段尾水渠；尾水渠要短、平顺，底坡尽量接近下游原河道的平均坡降，使出口水流能平稳、通畅地流入原河道。三、溢洪道施工要点在水库的施工中，溢洪道是一个施工技术比较复杂，工期比较长，与各方面的配合较多，也是互相干扰比较大的工程；组织好溢洪道的施工，也就为组织好整个水库的施工打好基础。溢洪道工程进度的安排首先要考虑到水库安全，同时也要考虑工程质量和节约方面的要求；避免工程只做了一半，遭遇到洪水，有造成失事的危险。四、溢洪道位置的选择要尽量利用天然的有利地形条件，如分水鞍（或山坳）；这样，就可以节省开挖土石方量，减少工程投资，缩短工

7、期。溢洪道位置最好选择在岩石和红胶土上，以耐冲刷，可以降低工程造价；如果做在土基上，应选择坚实的地基，将溢洪道全部做在挖方的地基上，还必须用浆砌石和混凝土衬砌，防止泄洪时对土基的冲刷。 在平面布置上，溢洪道尽量做到直线布置，力求泄洪时水流顺畅。溢洪道进口离坝端应不小于l0m，出口应远离下游坝脚至少20m以上。如果由于地形限制，可将進口引水渠采用圆弧形曲线布置，并在弯道凹岸做好护砌工程，而其他部分应尽量做到直线布置。结束语：对大多数水库的溢洪道，泄水机会并不多，宣泄大流量的机会更少；但为了确保万无一失，每年汛前都要做好宜泄最大洪水的各种准备。因此相关人员在水利水单工程中对于水库溢洪道的设计一定要科学合理，从而保证水利水电工程的安全性。参考文献：1北京动力经济学院.水利水电工程管理. 1994.2宋振华. 基于水利水电工程中水库溢洪道设计问题的探究j. 建筑工程技术与设计， 2017（8）.3赵亚昆， 龚立峰. 水利水电工程中的水库溢洪道设计j. 城市建设理论研究：电子版， 2013（7）.4高晓梅， 苗青， 张忠辉，等. 大洪山水库除险加固溢洪道设计j. 水利水电工程设计， 2003， 22（3）：24-27.