拜泉縣國(guó)樂(lè)水庫(kù)輸水建筑的底流消能計(jì)算

楊志剛，孟 紅，曹春頂

(1.黑龍江省水利四處有限責(zé)任公司，黑龍江 牡丹江 157000;2.湯原縣水務(wù)局，黑龍江 湯原 154000;

3.黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080)

1 國(guó)樂(lè)水庫(kù)工程概況

國(guó)樂(lè)水庫(kù)位于拜泉縣西南的愛(ài)農(nóng)鄉(xiāng)境內(nèi)，在雙陽(yáng)河的支溝先鋒溝上，壩址建在雙陽(yáng)河支溝上，距縣城48 km，是一座以灌溉為主，兼顧抗旱水源及防洪、養(yǎng)魚(yú)的小(1)型水庫(kù)。國(guó)樂(lè)水庫(kù)保護(hù)村屯1個(gè)，人口600人，耕地1 334 hm2，其防洪效益對(duì)縣經(jīng)濟(jì)建設(shè)和庫(kù)區(qū)人民安全有著重大意義。水庫(kù)總庫(kù)容129×104m3，本次按《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL—252—2000設(shè)計(jì)，水庫(kù)屬小(1)型，工程等級(jí)為Ⅳ等工程，主要建筑物為4級(jí)。其防洪標(biāo)準(zhǔn)按《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201—94及SL—252—2000有關(guān)規(guī)定，采用設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期為10 a一遇，校核洪水重現(xiàn)期為50 a一遇。

2 輸水建筑物布置與設(shè)計(jì)

輸水建筑物工程位置布置在土壩軸線樁號(hào)為0+183，輸水建筑物由進(jìn)口引渠段、取水塔控制段、洞身段、出口消能防沖段組成，輸水建筑物按無(wú)壓洞布置，洞身底坡坡降設(shè)計(jì)采取1/200，進(jìn)口設(shè)置兩孔，洞徑考慮設(shè)計(jì)流量及工程檢修方便，設(shè)計(jì)斷面為1×2.0m×2.0m(孔數(shù)×高×寬)，輸水建筑物在死水位218.00 m條件下，泄流能力設(shè)計(jì)灌溉流量要求控制，設(shè)計(jì)進(jìn)口底高程采用為217.60 m。

輸水建筑物進(jìn)口U型槽長(zhǎng)5.0 m，U型槽底板頂高程為217.60 m，取水塔控制段長(zhǎng)5.0 m，取水塔采用豎井式結(jié)構(gòu)，取水塔內(nèi)布置工作閘門(mén)及檢修閘門(mén)，閘門(mén)高度均為2.0m×2.0m(寬×高)，閘門(mén)底坎高程為217.60 m，啟閉機(jī)操作室內(nèi)設(shè)螺桿啟閉機(jī)，取水塔工作室與壩頂之間設(shè)交通橋，交通橋凈寬為4.0 m，取水塔與輸水建筑物相接，輸水建筑物總長(zhǎng)為18.0 m，縱比降設(shè)計(jì)采用為1/200，共分2節(jié)布置，每節(jié)長(zhǎng)度為9.0 m，為滿足檢修要求，輸水建筑物斷面尺寸(寬×高)設(shè)計(jì)為2.0m×2.0m，輸水建筑物下游與消力池相接。

消力池為 U型槽結(jié)構(gòu)，消力池寬度由2.0 m擴(kuò)散到5.8 m，消力池出口段兩側(cè)接一字型翼墻擋土，消力池下游接海漫段，海漫段設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為22 m，采用厚度為30 cm的干砌石護(hù)砌，干砌石下設(shè)20 cm碎石及15 cm厚粗砂，海漫末端設(shè)防沖槽，槽深1.0 m。海漫下游與灌溉引水干渠相接。

3 輸水建筑物消能防沖計(jì)算

消能設(shè)計(jì)采用最不利的進(jìn)行設(shè)計(jì)，通常按水庫(kù)校核水位下的情況計(jì)算，計(jì)算采用如下公式。

3.1 消力池d深度計(jì)算

3.2 消力池長(zhǎng)Lsj計(jì)算

經(jīng)計(jì)算得，池深d=0.85 m，消力池長(zhǎng)Lsj=13.7 m，設(shè)計(jì)取池深1.0 m，池長(zhǎng)為L(zhǎng)=15 m。

3.3 海漫長(zhǎng)度Lp計(jì)算按校核情況計(jì)算

計(jì)算得海漫長(zhǎng)度20.5 m，設(shè)計(jì)取22 m。

3.4 海漫末端的河床沖刷深度dm

計(jì)算求得沖刷深度為1.1 m，設(shè)計(jì)選用1.2 m。

4 結(jié)論

經(jīng)對(duì)國(guó)樂(lè)水庫(kù)輸水建筑物出口消能詳細(xì)計(jì)算，在選擇水庫(kù)最不利的校核情況下，輸水建筑物出口的消力池選擇為池深1.0 m，池長(zhǎng)為L(zhǎng)=15 m，海漫長(zhǎng)度設(shè)計(jì)取22 m，滿足底流消能要求。

[1] 吳持恭.水利學(xué):第二版[M].北京:高等教育出版社，2001.

[2] 左東啟.水工設(shè)計(jì)手冊(cè):第8冊(cè)[S].北京:中國(guó)水利水電出版社，2003.

[3] 祁慶和.水工建筑物[M].北京:中國(guó)水利水電出版社，2003.