柏葉口水庫(kù)泄洪發(fā)電洞水力計(jì)算

郭春玲

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

1 工程概況

柏葉口水庫(kù)位于呂梁市交城縣會(huì)立鄉(xiāng)柏葉口村上游約500m的文峪河干流上，總庫(kù)容9712萬(wàn)m3。水庫(kù)樞紐由大壩、溢洪道、泄洪發(fā)電洞和電站組成。泄洪發(fā)電洞布置在左岸，其進(jìn)口距壩軸線210m，出口布置在柏葉口村下游，全長(zhǎng)692.2m。泄洪發(fā)電洞由進(jìn)水塔、有壓隧洞、出口閘室、明渠泄槽及挑流段組成。泄洪發(fā)電洞為有壓圓形隧洞，洞軸線為直線，襯砌后直徑為5m，進(jìn)出口底洞高程分別為1068.50m，1055.00m，洞身縱坡2.25%。其任務(wù)有預(yù)泄庫(kù)水，增大水庫(kù)的調(diào)蓄能力；放空水庫(kù)以便檢修；排放泥沙，減小水庫(kù)淤積；施工導(dǎo)流；配合溢洪道渲泄洪水。

2 計(jì)算任務(wù)及條件

2.1 任務(wù)

根據(jù)發(fā)電洞的運(yùn)行方式，在各特征水位下分別計(jì)算過流能力、各部位的水頭損失、沿程壓坡線，復(fù)核隧洞斷面能否滿足水利調(diào)洪計(jì)算要求的泄量，為隧洞的襯砌計(jì)算提供依據(jù)。

2.2 計(jì)算條件

糙率：泄洪洞采用鋼筋混凝土襯砌，糙率n=0.014。特征水位見表1。

表1 特征水位表

運(yùn)行方式：當(dāng)庫(kù)水位不超過防洪高水位時(shí)，該洞下限流量100m3/s；當(dāng)庫(kù)水位達(dá)到及超過防洪高水位時(shí)，閘門全開，隧洞敞泄；當(dāng)庫(kù)水位達(dá)到校核洪水位時(shí)，該洞泄流量400m3/s。

3 水力計(jì)算

3.1 過流能力計(jì)算

因設(shè)計(jì)洪水位與校核洪水位相差不大，本次計(jì)算僅考慮校核洪水位的情況。

在校核洪水位時(shí)，因下游河床水位低于洞底高程，故隧洞為自由出流。在水庫(kù)死水位時(shí)，洞前水深H=1080.0m-1068.5m=11.5m，大于1.5D=1.5×5m=7.5m，所以按有壓洞計(jì)算。依據(jù)《水力計(jì)算手冊(cè)》，過流能力計(jì)算公式為：式中：Q——流量，m3/s；……