齊心水庫泄洪建筑物方案比選及過流驗算

盧煒煒，溫旭啟

( 浙江省農業綜合開發審核中心，杭州310012)

1 概 況

齊心水庫是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養魚的小(2) 型水庫，水庫原設計標準30 a一遇，校核標準300 a一遇。原設計總庫容86 × 104m3，最大壩高15 m，根據GB50201—94《防洪標準》［1］和SL252—2000《水利水電工程等級劃分及洪水標準》［2］規定，確定本水庫工程等別為Ⅴ等，主要建筑物級別為5級，按10 a一遇洪水設計，20 a一遇洪水校核。本次初步設計根據大壩安全鑒定結論，將重新修建泄洪建筑物和輸水建筑物來滿足水庫大壩防洪和灌溉要求。［3］

2 方案比較

2.1 泄洪建筑物、輸水洞分建方案與合建方案比較［1］

方案1:溢洪道與輸水洞分建方案。即分別重建溢洪道與輸水洞。按規定小型碾壓式土石壩水庫溢洪道宜采用開敞式，且不宜設置閘門，堰頂高程宜與正常蓄水位齊平。但該方案重建溢洪道所需工程量大，投資大; 輸水洞灌溉旱田面積只有30.7 hm2，流量較小，單設一輸水洞亦不經濟。

方案2:溢洪道與輸水洞合建方案。即溢洪道采用泄洪閘，泄洪與輸水建筑物綜合考慮，在節制閘室左側設灌溉耳洞形式，該方案投資小，且便于洪水調度。

方案3:從節省投資考慮，本次設計采用溢洪道與輸水洞合建方案。

2.2 泄洪建筑物方案比較

根據工程現狀實際情況，并結合水庫規模復核情況，泄洪建筑物選擇泄洪洞方案和泄洪閘方案進行比選。

1) 泄洪洞方案。斷面尺寸( b × h) 為1.5m ×1.8m，底板高程為232.00 m。

2) 泄洪洞方案。斷面尺寸( b × h) 為2.0m ×2.0m，底板高程為232.00 m。

3) 泄洪閘方案。為寬頂堰，堰頂高程233.00 m，閘凈寬分別為2.5 m。

4) 泄洪閘方案。為寬頂堰，堰頂高程233.00 m，閘凈寬分別為3.0 m。

2.2.1 工程投資方面

表1 泄水建筑物(工程投資)方案比選表

各種泄洪建筑物型式及投資比較見表1。經比較可知，泄洪建筑物采用b =2.5 m寬泄洪閘方案工程總投資最小。

2.2.2 水庫大壩安全方面比較

泄洪閘超泄能力大于泄洪洞，當遇到超標準洪水時，泄洪閘泄量大于泄洪洞泄量，有利于水庫大壩安全。且泄洪閘通過漂浮物能力強，很少會影響正常泄流。

2.2.3 運行管理方面

泄洪洞產生裂縫、滲水及漏水不易發現及維修;泄洪閘則容易發現問題和進行維修。綜上所述，工程投資由小到大排列順序分別是1.5 ×1.8 泄洪洞方案、b =2.5 m寬泄洪閘方案、2.0 ×2.0 泄洪洞方案和b =3 m寬泄洪閘方案。同時在水庫大壩的安全影響和工程運行管理方面，泄洪閘明顯優于泄洪洞。因此，選定方案3。

3 泄洪閘過流能力計算及結論

初擬水閘結構尺寸如下: 水閘為1 孔，凈寬2.5 m。按SL265—2001《水閘設計規范》［5］中的寬頂堰流公式

式中: Q 為過閘流量; B0為總凈寬，m; H0為計入行近流速水頭的堰上水深; g 為重力加速度; m 為堰流流量系數，采用0.385; ε 為堰流側收縮系數，采用0.95; σ 為淹沒系數，σ = 1.0。滿足Q 設=17.0 m3/s、Q 校=22.2 m3/s過閘流量要求。計算結果見表2。

表2 過流能力計算表

［1］中華人民共和國水利部. GB50201—94 防洪標準［S］. 北京:中國水利水電出版社，1994.

［2］長江水利委員會長江勘測規劃設計研究院.SL2252—2000 水利水電工程等級劃分及洪水標準［S］. 北京:中國水利水電出版社，2000.

［3］齊齊哈爾市水利勘測設計研究院. 黑龍江省克山縣齊心水庫除險加固工程初步設計報告［R］.齊齊哈爾: 齊齊哈爾市水利勘測設計研究院，2012.

［4］胡晶. 依安縣陽春水庫泄洪建筑物方案比選論證［J］. 黑龍江水利科技，2012，40(1) :77.

［5］江蘇省水利勘測設計研究院. SL265—2001 水閘設計規范［S］. 北京: 中國水利水電出版社，2001.