雙河口水庫(kù)溢洪道加固工程水力計(jì)算

1.張 丹 2.陳祖玲 3.李順兵 4.徐建華 5.梅 強(qiáng)

1,4,5.湖北省水利水電科學(xué)研究院 2.湖北孝天水利水電建設(shè)有限公司 3.中工武大設(shè)計(jì)研究有限公司

雙河口水庫(kù)溢洪道加固工程水力計(jì)算

1.張 丹 2.陳祖玲 3.李順兵 4.徐建華 5.梅 強(qiáng)

1,4,5.湖北省水利水電科學(xué)研究院 2.湖北孝天水利水電建設(shè)有限公司 3.中工武大設(shè)計(jì)研究有限公司

本文主要針對(duì)雙河口水庫(kù)溢洪道加固過程中的水力計(jì)算問題進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

溢洪道；泄槽；消力池；水力計(jì)算

1 前言

雙河口水庫(kù)位于湖北省羅田縣，總庫(kù)容

1080萬(wàn)m3，于1960年7月建成，是一座以灌溉

為主，兼有防洪、發(fā)電等功能的中型水庫(kù)，洪水

標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇設(shè)計(jì)，1000年一遇校核，主要

由大壩、溢洪道、輸水隧洞等組成。

2 溢洪道概述

原溢洪道由左壩肩70m處山崗間開挖而成，為無閘控制開敞式泄水明渠，明渠底部高程157.53m，底寬62.0m。由于原溢洪道未護(hù)砌且基巖為強(qiáng)風(fēng)化的片麻巖，抗沖性能差，導(dǎo)致堰頂沖刷后切約30m，泄槽段沖刷損毀嚴(yán)重。本次加固工程根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范重新修建溢洪道，各部位尺寸詳見圖1。

3 溢流堰形式的選擇

可選用寬頂堰和實(shí)用堰兩種堰型，由于原控制段為明渠，在正常蓄水位不變的情況下，若加固設(shè)計(jì)采用實(shí)用堰，則需要滿足實(shí)用堰的工作條件，即堰坎上游有(0.25-0.4)H的水深，堰坎后應(yīng)保證非淹沒出流，這將增加上下游開挖和砌護(hù)工程量，且實(shí)用堰所需的砼方量也比寬頂堰多。經(jīng)比較采用寬頂堰，堰頂高程取正常蓄水位157.53m。

設(shè)計(jì)對(duì)40.0m和60m兩種溢流堰總凈寬進(jìn)行比選。較大的總凈寬可增加泄流能力，但由于溢洪道為無閘控制，兩種總凈寬對(duì)水庫(kù)水位的影響不大(校核水位僅相差0.33m)，而對(duì)工程的投資影響較大，故加固設(shè)計(jì)采用40m凈寬方案。

4 泄流能力計(jì)算

溢洪道控制段泄流能力按《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL253—2000)中寬頂堰公式計(jì)算(計(jì)算結(jié)果見表1)：

5 泄槽水力計(jì)算

采用校核洪水位下的校核洪水流量進(jìn)行水面線計(jì)算。泄槽首端臨界水深按下式計(jì)算：

泄槽水面線采用《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》SL253-2000推薦的分段求和法計(jì)算，計(jì)算公式如下：

校核洪水位時(shí)泄槽水面線計(jì)算成果見表2。

校核洪水位時(shí)，泄槽邊墻安全加高收縮段取1.24m，直槽段取1.0m，據(jù)此可確定邊墻高度。

圖1 溢洪道平面及縱剖面圖

表1 寬頂堰泄流能力計(jì)算表

表2 校核洪水位時(shí)水面線計(jì)算成果表

6 消能防沖計(jì)算

消力池按30年一遇洪水設(shè)計(jì)。由泄槽水力計(jì)算成果，30年一遇洪水時(shí)，泄槽末端收縮斷面水深h1=0.432m，流速v1=15.75m/s，其余要素計(jì)算如下(計(jì)算結(jié)果見表3)：

表3 消力池水力計(jì)算成果表

結(jié)合現(xiàn)狀地形，取消力池深d=2.15m，池長(zhǎng)Lk=23.00m。消力池兩側(cè)邊墻高度根據(jù)躍后水深加超高確定，并考慮與泄槽邊墻銜接，取消力池邊墻臨水面高5.0m。

[1]李煒.水力計(jì)算手冊(cè)[M].北京：中國(guó)水力水電出版社.

[2]水利部天津水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院主編.溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范(SL253-2000).北京：中國(guó)水力水電出版社，2000.