水库溢洪道设计中的几点建议.docVIP

精品论文 参考文献 水库溢洪道设计中的几点建议 董二强（陕西水环境工程勘测设计研究院 陕西 西安 710018） 　　摘要：随着全球经济的发展，人类把控环境的能力有所降低。为了应付突如其来的环境变化，人类只能多加预防。水库溢洪道的设计以及应用就是为了有效地预防水患给人们的生命财产带来损害。本文针对水库溢洪道设计中的主要问题进行分析，并提出了相应的几点建议。 　　关键词：水库；溢洪道；设计；建议 　　1 水库溢洪道设计中常见的问题 　　1.1 水库溢洪道的布置问题在水库溢洪道的布置设计上，经常会有这样问题发生，如在设计中将溢洪道的进出口设计的部位距离坝身非常近，坝肩和溢洪道之间只有很小一段距离，中间为薄薄的山脊。在这样的情况下，如果进口段没有设置合理的护砌，在泄洪时进口段一旦被冲蚀，就会对坝肩造成一定的损害。另外，在这样的布置中，陡槽最底端往往紧靠在坝脚上，如果发生横流冲刷就会使坝脚产生危险。总之，水库溢洪道不合理的布置会直接影响大坝的安全运行。 　　1.2 水库溢洪道设计尺寸偏小溢洪道是洪水期间保证水库安全的重要设施，中小型水库由于受工程造价的限制，其设计采用的洪水标准往往偏低、选用洪水数据偏小，因而必然带来溢洪道规划尺寸过小，再加上周边岩体风化坍落，往往造成泄流能力不足，因而不能保证安全泄洪。 　　1.3 水库溢洪道设计中平面弯道半径设计不当溢洪道设计中，过大以及过分缩小的平面弯道半径都不利于溢洪道作用以及价值的体现。如果在设计中需要在溢洪道的陡坡段设计弯道，需要考虑弯道处的水流等各因素。如果弯道半径过大，在弯道处猛烈的流态和流势的变化的作用下两岸形成了水面差，此时凹岸水面壅高同时在下游相连的平直段里发生折冲水流，在很大程度上削弱了泄流能力以及消能效能。如果半径过小，造成陡坡段或者缓流段的加剧缩小，随着产生的明显的壅水以及流态改变会冲击溢洪道衬砌，对其造成损害。 　　1.4 溢洪道纵横剖面及平面布置设计不当在这个设计环节存在的主要问题有设计陡坡比降过陡。部分溢洪道布置在非岩性山坡上，这些山坡的底部没有设置有合理的反滤衬砌，一旦发生渗水事故就或造成滑坡；另外，还存在不牢靠的结构问题。在设计横断面时，设计人员没有充分意识到两侧山坡开挖坡度的重要性，设计的过陡，结合偏小的衬砌厚度，使得在抗滑抗倾性能表现方面欠佳，极易产生坍方以及滑坡事故；在设计平面时，如果设计不当会存在如下缺陷：上下游断面合计不合理，连接面不搭配，不能成功地完成泄洪任务。另外，设计人员也没有充分重视溢洪道底部与河道衔接部位，出现前者的底部低于河床许多，甚至有的底部没有进行设计砖护结构，这样在冲刷严重的情况下会破坏整个溢洪道。 　　1.5 现有水力设计方法尚不够完善在对溢洪道进行设计时，所应用的水力设计途径有一些漏洞，例如需要在溢洪道进口出设置引洪平流段时，在设计中对水力进行计算时，往往会忽视平流段时进口水位的壅高。壅高较小时可以忽略，但是当壅高较大时就需要在设计时加以考虑。在对水利进行设计时还存在以下问题：对溢洪道的消能工的设计欠妥、选择了恰当的型式，这两个因素会使消力墙长度以及深度都不达标，消能不充足，使得下游河段的冲刷现象严重。此外，在侧槽式溢洪道设计中，还有部分设计人员扔采用传统的“扎马林法”运算。这种方法经过实证存在诸多的问题，如偏小的水面坡降度、不能满足实际需要的侧槽深度、较小的流量系数，这些问题会导致侧堰部分部位出现沉没出流，使得实际泄洪流量达不到设计要求的泄洪量。 　　1.6 结构设计不合理在一些溢洪道工程的设计中设计人员没有充分考虑到泄洪的特征和基本特点，因此在结构设计中存在不合理的问题。 溢洪道下泄的水流速度非常快、有非常强的冲击力、明显的急流的掺气和脉动现象，所以子啊泄洪时会发生猛烈的震动；如果在设计中对砂浆、石子以及混凝土的标号不准确，造成砌护厚度和边坡砌护高度不达标，结构不稳定，所以不能抵抗水流的冲刷；在对没有建立在岩石上的溢洪道进行设计时，其根部没有按照反滤排水设备；有些大体积圬工混凝土衬砌没有设置伸缩沉陷缝，从而导致了溢洪道衬砌裂缝的产生。 　　2 针对水库溢洪道设计中出现问题的几点建议在现场布置溢洪道工程时，首先要对当地的地形地貌加以考察，要保证布置点具备经济性、科学性和安全性。其中应遵循的原则有：坚硬均一的基础，短线路，尽量不要设计弯道，出口与坝体间的距离要远。另外，不能在滑坡或者崩塌体地上布置溢洪道。溢洪道通常有四个主要部分组成：引流段、控制段、泄流段及消能工。下面针对上节提高的水库溢洪道设计中出现的主要问题，从这四个部分分别给以一定的建议。 　　2.1 水库溢洪道设计中引流段的设计建议为引流平顺其进口外形较好的形状为喇叭式，基于成本的考虑，可以不需要设计过长的引流段。如果受到地形的限制需要设计弯道，要尽可能地保持弯道在一定的平