关于大七孔电站特低型实用堰泄流能力的探讨

《河南水利与南水北调》2014年第12期工程设计0引言大七孔水电站位于贵州省黔南布依族苗族自治州荔波县境内，是打狗河上源方村河规划梯级开发中的最后一级电站。

工程利用方村河接纳漳江前，从暗河入口的板潭至漳江间7 km河段集中落差332 m的自然条件修建，挡水大坝位于驾欧乡板潭村，发电厂房位于朝阳镇下冷村，距县城20 km。

工程以发电为主，电站装机容量4.8万kW。

文章主要对该电站的特低型实用堰泄流能力进行分析。

1工程概况大七孔水电站发电厂房位于朝阳镇下冷村，距县城20 km。

坝址以上集水面积为1320 km2。

工程以发电为主，电站装机容量4.8万kW。

大七孔水电站水库正常蓄水位743.00 m，兴利库容115万m3，死水位741.00 m，死库容92万m3。

水库为“U”型山谷型水库，长4.50 km，最宽库面150 m。

电站枢纽由大坝、溢洪道、放空兼冲沙隧洞、发电进水口、有压引水隧洞、调压井、压力钢管、地面厂房和升压站等建筑物组成。

溢洪道布置于坝顶中部，由3孔组成，其中主河槽坝段布置2孔，右岸通过开挖小垭口布置1孔，单孔宽度均为12 m，堰顶高程为736.00 m，溢流前缘总净宽36 m，堰型为WES实用堰，上游为椭圆曲线，孔口设升卧式平板钢闸门，尺寸为12 m×7 m（宽×高），配QPQ-2×25 t-20 m 卷扬式平板闸门启闭机3台，启闭平台高程为757.54 m。

末端为0°挑坎，鼻挑坎顶高程为728.30 m。

溢流堰参数见表1。

2设计洪水复核本次安全评价采用三点法、水文比拟法以及雨洪法对大七孔电站板潭坝址进行设计洪水复核计算。

2.1三点法根据原初设报告中调查到的7次历史洪水的洪峰流量和分析的重现期，将其点绘在频率格子上，通过目估法适线，确定合适的均值、Cv及Cs，然后在该频率曲线上读取P=5%、50%、95%三点的洪峰流量，经计算，得统计参数为：Q軍m＝780 m3/s，Cv＝0.51，Cs＝4Cv2.2水文比拟法荔波水文站断面以上流域面积1213 km2，根据荔波水文站1961-2009年共49年实测最大洪峰流量资料系列，并加入1946、1949年历史洪水后，构成一不连续洪峰系列，以P－Ⅲ型曲线适线，进行频率分析计算，得荔波水文站洪峰流量统计参数成果：Q軍m＝1150 m3/s，Cv＝0.54，Cs＝4Cv大七孔电站板潭坝址以上流域面积1320 km2，其中明流区811 km2，伏流洼地区509 km2。

明流区洪水采用洪峰流量面积比0.67的指数将荔波水文站统计参数比算到板潭坝址断面，得板潭坝址断面明流区设计洪水统计参数为：Q軍m＝878 m3/s，Cv＝0.54，Cs＝4Cv经调查,大七孔电站板潭坝址以上伏流洼地区509 km2的洪峰流量为50～60 m3/s。

则大七孔电站板潭坝址处洪水为明流区关于大七孔电站特低型实用堰泄流能力的探讨□杨朝睿（贵州省大坝安全监测中心）摘要：随着社会经济的不断发展，水电站建设规模也在不断扩大。

在水电站工程运行中，电站的泄洪安全是一个重要的问题，对整个水电站的防洪具有重要的影响。

所谓堰指的是在明渠缓流中设置障壁，它既能壅高渠中的水位，又能自然溢流，这障壁就称为堰。

因而在水电站设计中，必须加强溢流堰泄流能力的分析和研究。

文章主要阐述了大七孔电站特低型实用堰泄流能力。

关键词：电站；实用堰；洪水；泄流；能力中图分类号：TV135.2文献标识码：A文章编号：1673-8853（2014）12-0043-02表1溢流堰参数表堰型WES实用堰堰顶高程m736.00溢流堰净宽m36最大单宽流量m3/s74.70P=0.50%闸门数量及尺寸m3/12 m×7 m平板钢闸门启闭机型号QPQ-2×25卷扬式启闭机《河南水利与南水北调》2014年第12期工程设计洪水与伏流洼地区洪水叠加而成。

2.3雨洪法本工程坝址以上流域集水面积为1320 km2，超出允许范围，本次雨洪法成果仅供分析比较使用。

大七孔水电站板潭坝址设计洪峰流量采用雨洪计算公式计算，公式为：Q mp=0.67·r0.92·f0.13·J0.08·F0.72(CH24p)1.23（1）式中：r—汇流参数系数；f—流域形状系数；F—水库流域面积；J—河流比降；C—洪峰径流系数。

大七孔水电站工程板潭坝址以上流域设计暴雨统计参数为：H軓24h=90.00 mm，Cv=0.40，Cs=3.50 Cv（2）原设计报告r在汇流分区中取0.06，本次评价r仍取为0.062，本流域洪峰径流系数C取值范围为0.76～0.58（P=0.10%～20%）。

综上分析，由于大七孔水电站板潭坝址以上流域伏流洼地众多，且处于暴雨低值区，原初步设计调查到的7次历史洪水成果较可靠，能真实地反映本工程流域洪水特性。

本次设计洪水复核时,不同方法已作相应处理，故采用3种方法计算的平均值成果作为本次复核设计洪水成果。

故设计频率P=3.33%的设计洪峰流量为1850 m3/s，P=0.50%的校核洪峰流量为2690 m3/s。

3泄流曲线本工程泄洪方式为坝顶表孔溢洪，溢流堰顶高程736 m，溢流堰上设有3孔闸门，每孔净宽12 m，为WES型实用堰。

开敞式溢洪道的泄流能力按下列公式计算：Q=cmεσs B（2g）0.50H03/2（3）式中：Q—流量；B—溢流堰总净宽，m，定义B=nb；b—单孔宽度，m；N—闸孔数目；H0—计入行近流速水头的堰上总水头；g—重力加速度；m—二维水流实用堰流量系数；σs—淹没系数；ε—闸墩侧收缩系数，侧收缩系数按下列公式计算：ε=1-0.20(ζk+(n-1)ζ0)H0/nb（4）上式适用于H0/b＜1的情况，当H0/b＞1时，H0/b仍取1。

式中：ζk—边墩形状系数，半圆形边墩ζk=0.70；ζ0—中墩形状系数。

本工程坝址下游300 m即为伏流，受其阻水影响，在发生大洪水时会产生壅水，致使整个泄流坝段形成淹没流状态。

本次安全评价参照原初步设计泄流曲线拟定本工程泄流曲线，由于没有获取实测的上、下游水位流量曲线，故仍采用初设的下游水位流量曲线。

本次复核泄流曲线成果见表2。

表2大七孔水电站本次评价泄流曲线成果表经比较，本次泄流曲线复核采用原初步设计下游水位流量曲线，相关计算参数（流量系数、淹没系数、中墩收缩系数等）取值略有不同，故本次泄流曲线成果与初设略有不同，但相差不大，本次泄流曲线复核成果是可信的。

4泄流能力复核本工程泄洪方式为坝顶开敞式表孔溢洪，溢流堰顶高程736 m，每孔净宽12 m，堰型为WES型实用堰。

图1为实用堰示意图。

图1实用堰示意图开敞式溢洪道的泄流能力计算公式如下：Q=cmεσsB（2g）0.50H03/2（5）式中：各符号说明同式3。

由于本工程坝址下游300 m即为伏流，受其阻水影响，在发生大洪水时会产生壅水，致使整个泄流坝段形成淹没流状态。

经分析：溢流堰为开敞式WES实用堰，定型设计水头13 m，闸孔单宽为12 m，共3孔（河床两孔（1#、2#闸孔），右岸垭口1孔（3#闸孔）），闸墩为半圆形，1#及2#闸孔上游堰高P1=20 m，3#闸孔上游堰高P1=2.00 m，1#、2#、3#闸孔下游堰高均为P2=17.20 m。

对于1#及2#闸孔，P1/Hd=20/13=1.53 > 1.33,属于高堰，对于3#闸孔P1/Hd=2.00/13=0.15 < 1.33，属于低堰，淹没系数主要与hs/H0和P2/H0相关。

本工程水库大坝坝顶高程为755.54 m，扣除必需超高后，溢洪道最大允许溢洪水头H=755.54-0.76-736.0=18.78 m，按本次泄流曲线计算方法，计算该水位情况下泄流量。

计算得，溢洪道的最大下泄流量为2710 m3/s。

5结语根据本次复核水文调洪计算成果，校核洪水位时，要求的下泄流量2690 m3/s，小于水库现有泄洪建筑物最大下泄流量2710 m3/s，即现有溢流道的泄洪能力满足泄洪要求。

参考文献[1]吴英卓,姜伯乐,何勇.大淹没度低堰泄流能力研究[J].长江科学院院报，2013，08（08）：34-35.[2]童海鸿,艾克明,丁新求.折线型实用堰过流能力研究[J].长江科学院院报.2002，2（02）:67-68.[3]童海鸿,兰芙蓉.堰高对低堰泄流能力影响的分析[J].人民长江,2002，11:12-13.收稿日期：2014-04-16（责任编辑：左英勇）库水位（m）堰上水头（m）泄流量（m3/s）库水位(m)堰上水头(m)泄流量（m3/s）740.23 4.23545748.8412.841975 740.83 4.83668749.8113.812074 741.39 5.39786750.7514.752203 742.07 6.07929751.7415.742322 742.75 6.751075752.7316.732442关于大七孔电站特低型实用堰泄流能力的探讨作者：杨朝睿作者单位：贵州省大坝安全监测中心刊名：河南水利与南水北调英文刊名：Water Resources & South to North Water Diversion年，卷(期)：2014(12)1.吴英卓;姜伯乐;何勇大淹没度低堰泄流能力研究 2013(08)2.童海鸿;艾克明;丁新求折线型实用堰过流能力研究 2002(02)3.童海鸿;兰芙蓉堰高对低堰泄流能力影响的分析 2002引用本文格式：杨朝睿关于大七孔电站特低型实用堰泄流能力的探讨[期刊论文]-河南水利与南水北调 2014(12)。