山西省和顺县恋思水库溢洪道工程选址及设计

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工程概况
恋思水库工程是以工业和城市生活供水为主， 同时兼顾灌溉 与防洪等综合利用的中型水库 。 工程分枢纽工程和供水工程两大部分 。 枢纽工程主要由大 坝、 溢洪道和泄洪隧洞三大件组成， 设计坝型为均质土坝， 坝高 3 30． 3 m， 库容 1 600 万 m ， 为中型水库。
3． 1
水力计算
根据兴利调节计算， 多年调节正常水位为 1 349 m （ 相应库容 3 947 万 m ） ， 将其作为溢洪道的进口底高程， 亦即溢洪道进口底板 高程为 1 349 m。
掺气高度 / m 0 0 0 0 0 0． 23 0． 23 0． 24
边墙高度 / m 5． 4 5． 2 5． 1 5． 0 5． 0 3． 8 3． 6 2． 6
2． 2
侧堰溢洪道方案
根据水利厅对可研报告的审查意见， 初设阶段需进一步比较 侧槽式方案。 根据水力计算， 侧堰溢洪道进口堰顶高程为 1 349 m。 从地 则 形图上布置侧堰溢洪道来看： 如果侧堰进口堰高为现状基岩， 与泄洪洞进口布置相互影响； 如果侧堰部分堰高采用人工砌筑， 进口布置向下游偏移， 则侧堰进口离大坝坝脚太近， 影响大坝安 全。经过综合分析比较， 侧堰溢洪道对该工程不适合 。
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溢洪道布置
溢洪道布置在泄洪洞与右坝头之间， 中心轴线距右坝头 16 m，
梯形断面， 边坡为 1∶ 0． 5 。主要由引渠段、 缓坡段、 泄槽段、 挑流段 和尾水渠组成， 底宽 12 m， 全长 412 m ， 溢洪道布置有两个弯道 段， 基础均坐落在新鲜基岩上 。溢洪道相应水库设计洪水位（ p = 2% ） 1 352 m 和校核洪水位（ p = 0． 1% ） 1 354． 1 m 的泄量分别为
断面桩号 0 + 040 0 + 164 0 + 192 0 + 224 0 + 228 0 + 238 0 + 253 0 + 283． 5
水深 h / m 过水面积 / m2 流速 / m·s － 1 4． 12 57． 9 5． 18 4． 1 4． 05 3． 9 3． 78 2． 5 2 1． 3 57． 6 56． 8 54． 4 52． 5 33． 1 26 16． 4 5． 21 5． 28 5． 51 5． 71 9． 06 11． 5 18． 2
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溢洪道水面线推求
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方案比选
2 3 αQ / g = W K / B k 。 WK = （ 12 + 其中， α 为动能修正系数， 取 α = 1； WK 为断面面积， “溢洪道位于大坝右岸， 查意见为 为开敞式溢洪道， 全长 290． 5 m， 0． 5 h ） h ； B B = 12 + 0． 5 h ； Q 为水面宽度， 为溢洪道最大泄量， k k k k k 3 最大泄量 299． 52 m / s， 采用梯形断面， 底板及侧墙均采用混凝土 Q = 300 m3 / s。 衬砌， 出口采用挑流消能， 溢洪道开挖量大， 下阶段进一步比较侧 然后以陡坡起点高程为基准面， 求其他断面水深， 基本能量 。 根据运用要求， 合理确定堰顶高程， 优化溢洪道布置” 槽式方案， 方程为： 《可研报告 》 根据 审查意见， 本阶段对溢洪道规模进行了复 E k = H i + h i + （ αV2 i / 2 g） + h w i 。 经复核仍维持原工程规模 。 本次设计对左、 右岸方案又进行 核， E k 为陡坡起点处断面能量， m； H i 为所求断面底板至陡 其中， 了进一步的比选， 并增加了侧槽式方案的比选 。 m； h i 为所求断面水深， m； V i 为所求断面流速， 坡起点处的高差， 2 ． 1 左、 右岸方案比选 m / s； h w i 为所求断面至陡坡起点处断面之间的能量损失， 所求断面 左、 右岸的地形、 地质条件均适宜修建溢洪道 。 位于陡坡起点处， 断面下游时为正值， 上游时为负值。 根据地质报告， 左岸布置为土基溢洪道， 需全断面衬砌， 而且 经计算， 各断面主要成果见表 1 。 和顺县气温较低， 溢洪道衬砌需进行防冻设计 。 表 1 水面线计算成果表
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消能计算
溢洪道采用挑流消能方式 。 1 ） 校核洪水位情况。 a． 尾水位计算。 尾水渠为梯形断面， 底宽 20 m， 根据均匀流计算公式， 求出尾 水渠的水深为 2． 5 m。 b． 反弧半径 R 及挑射角。 根据经验， 反弧半径 R 按下式进行计算： R = （ 4 ～ 10 ） h c 。 h 其中， c 为鼻坎面上收缩水深， 可按下式进行计算： q hc = 。 2 g（ H + P － Z） φ槡
摘
要： 结合野外实地勘测工作资料， 对恋思水库溢洪道工程进行了选址及设计， 具体分析并计算了溢洪道的设计洪水基准面高
并就溢洪道的结构设计作了详细的介绍， 从而选择合适的溢洪道布置方案 。 程， 关键词： 溢洪道， 选址， 设计， 计算 中图分类号： TV621 文献标识码： A 123． 6 m3 / s 和 300 m3 / s。
第 38 卷 第 33 期 2012 年11 月 文章编号： 1009-6825 （ 2012 ） 33-0243-02
山
西
建
筑
SBaidu NhomakorabeaANXI
ARCHITECTURE
Vol． 38 No． 33 Nov． 2012
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山西省和顺县恋思水库溢洪道工程选址及设计
刘黎明
（ 山西省晋中市水利建筑工程总公司， 山西 晋中 030600 ）
可研阶段对溢洪道的布置进行了左 、 右岸分别布置方案的比 。 《可研报告 》 选， 最后确定溢洪道布置在大坝左岸 水利厅对 的审
3 校核洪水位时， 溢洪道最大泄量为 300 m / s。 首先， 计算陡坡起点处临界水深 h k ， 计算公式：
经过比较， 左岸溢洪道轴线全长 460 m， 比右岸溢洪道长 170 m， 而且弯道段较长， 水力条件较右岸差； 出口水流如果顺直， 流向主 河槽， 溢洪道轴线将更长； 左岸溢洪道将会增加改线公路的长度； 左岸溢洪道工程直接投资比右岸溢洪道多 130 万元。 综合考虑 地形、 地质和投资， 确定溢洪道布置方案为右岸开敞式溢洪道 。