水库溢洪道设计常见问题与对策解析

水库溢洪道设计常见问题与对策解析
发表时间：2019-04-28T15:33:35.233Z 来源：《基层建设》2019年第6期作者：殷辉程洁铃[导读] 摘要：水库中溢洪道的设计是否合理、布置是否符合要求，既对水库的安全问题产生直接影响，又关系到整个工程所需要投入的人力、物力等资源。

云南省水利水电勘测设计研究院云南昆明 650000摘要：水库中溢洪道的设计是否合理、布置是否符合要求，既对水库的安全问题产生直接影响，又关系到整个工程所需要投入的人力、物力等资源。

因此，溢洪道的科学合理的布局，并且根据水库实际地形选择合适的溢洪道形状，是整个水库设计过程中及其重要的一个环节。

本文将对水库溢洪道设计阶段经常出现的问题进行探讨，并提出一定的解决方法。

关键词：水库溢洪道；设计问题；应对策略引言
随着社会的进步与发展，人们对于水资源的需求越来越大，但是地下水的过度开采使得我国某些地区出现缺水问题，水库的修建对于解决此问题是特别重要的一项举措。

那么水库的安全问题就成为目前在修建水库时需要特别注意的一个问题，这对于人们生活的安全性以及对提供水资源的稳定性有着密切联系，而溢洪道的设计的科学合理又是水库安全问题的重要保障，故需要对溢洪道在设计中存在的问题进行探讨，以求得解决之道。

1.水库溢洪道设计时常见的问题 1.1溢洪道的泄流能力有所欠缺
现代水库等水利工程中，需要投入加大成本的环节之一便是溢洪道的设计与修建，其对于整个水利工程的设计与施工所需要投入的成本有着直接且重要的影响，所以在对溢洪道开展设计工作时，设计人员需要将溢洪道的施工费用以及成本列入重点考虑范围之内，努力将溢洪道的设计成本降到最低。

所以，设计人员为了降低溢洪道施工成本，一般会使用相对较小的洪峰、洪量指标作为设计的参照数据，但是这样设计出来的溢洪道的实际尺寸与真正所需要的尺寸相比较而言，其轨道宽度较窄，出现更大洪水时，不足以应对。

除此之外，溢洪道周围的岩体会随着时间的变化而产生风化问题，这对于溢洪道的正常且安全使用也有一定的影响，因此以上两种可能会对溢洪道的泄洪能力有所影响，使得水库的泄洪能力欠缺，不能确保泄洪工作的安全进行。

1.2设计的溢洪道不合理
溢洪道的进出口以及陡槽末端位置这两处地方可能存在布置不合理的问题，现阶段溢洪道设计不合理的情况也主要出现在这两种情况上。

关于溢洪道进出口的不合理设计，主要体现在某些水库在坝身的周围布置溢洪道的进出口，而且还没有对进出口进行相应的护体工作，也就是没有设置护砌墙等保护结构。

这样修建的后果就是溢洪道在进行泄洪工作时，特别容易遭受冲蚀，最严重的后果可能是直接影响坝身的安全性与稳定性，使得水库的危险性增大。

还有一些水库在进行溢洪道的陡槽末端的设计时，为了节省施工的资金投入，降低工程的建设难度，会将溢洪道的陡槽末端布置在接近坝脚的位置。

这种修建方法带来的不利影响就是，一旦溢洪道所需要承担的溢洪工作过重时，横流的冲刷问题就相对较大，一旦横流冲刷问题严重，就会给坝脚的安全带来威胁，最终影响水库以及大坝的正常且安全的使用。

1.3平面弯道的半径
在对溢洪道进行设计时，尤其是在对平面弯道半径进行实际时，特别容易出现半径过大以及由于半径过小而导致弯道收缩剧烈，这些不合理的设计，都会对其泄洪工作带来影响。

例如，溢洪道的陡坡阶段存在弯道，需要对弯道的半径进行设计，这时候如果将半径设计的过大，那么在泄洪时，水流的速度以及情况会发生强烈的变化，使得溢洪道的两面存在较为严重的水位差，甚至会溢洪道的下游与河流衔接的平直溢洪道产生折冲水流，对溢洪道的泄洪能力造成影响。

还有一种情况是进行陡坡段或则缓流段的收缩设计时，出于节约成本的心理，将这个部位设计的过于收缩，使得溢洪道内出现特别显著的水流变化，直接冲击溢洪道的护砌或者是单薄的山脊，严重影响整个工程的安全性，对泄洪能力起到降低作用。

1.4溢洪道的设计流程存在问题
出现这个问题的最大原因大概是因为在溢洪道上所投入的资金有所欠缺。

因为设计人员不仅需要考虑整个溢洪道的安全性与稳定性，还需要控制其建设成本。

比如为了节省成本，可能会缺失对进出口部位的围护结构，使得周围的水土不断遭受水流的冲刷，进而使得泥土大量流失，如果水土的流失情况过于严重，就可能会对整个山体造成影响。

1.5溢洪道的平面布置不够合理
我国的水库工程大多修建在地势较高的地方，比如说，山坡上。

而山坡的组成成分大部分是土而非岩石，一旦泄洪时溢洪道出现漏水问题，大量的水分流入到山体之中，那么就可能会产生较为严重的山体滑坡等问题，对当地的居民造成严重的生命健康威胁。

还有一个问题是由于设计人员可能没有考虑挖掘山体的施工难度，就可能会忽略山体的垂直度，以致于实际修建的溢洪道的陡坡阶段过于陡峭，在开展泄洪工作时，无形之中加大了洪水对于溢洪道周围砌护结构的冲击强度。

而现在为了减少施工所要耗用的成本，所修建的砌护结构都相对较低而且较薄，不足以抵抗太强的水流冲击，一旦超出其承受能力，就会产生坍塌问题。

2.水库溢洪道设计问题的应对策略
在对溢洪道进行设计时，需要保证其泄洪能力，还需要满足水库整体的安全性以及稳定性等承载能力的要求，但是还必须控制修建溢洪道所使用的施工资金。

现阶段我国的溢洪道主要由五部分组成，他们分别是引流阶段、控制端。

泄流阶段、消能工阶段和侧槽段。

2.1引流阶段的设计
在进行引流阶段的设计时，最好将其进口的形状设计成喇叭状，以确保引流工作得以平顺安全并且能够最大程度的降低损失。

引流阶段的布置中，最好不存在弯道，并且坡度要相对缓和，这样的设计可以保证溢洪道正常泄洪。

2.2控制端的设计
为了能够让溢洪道在泄洪时尽量做到均匀泄洪，所以在设计时最好将控制段的建筑与进口水流的角度设计成90°，或者接近90°，还要求设计师在进行设计时，需要进行实地考察，以保证自己对于所设计的工程所处的地势、地质、水文以及周边情况有所了解，这样可以更好的控制设计所使用的是宽顶堰还是实用堰，堰宽的设计标准依据我国相关的规范进行设计。

2.3泄洪段的设计
上文中提到弯道对于泄洪的影响相对较大，所以在进行泄洪道设计时，就需要对弯道进行有效的躲避和采用合理安排扭坡以改变泄洪时水流的情况。

所以泄洪段一般采用直线法布置，但是当泄洪槽段内安装布置收缩段的时候，就需要注意收缩角的大小，根据其大小不同，采用不用的处理方法以及施工材料。

2.4消能工的设计
消能工一般布置在泄洪段的末端，在设计这一部分时，需要根据当地的地势的具体情况来选择最合适并且费用较低的建筑样式。

如果泄洪道所需要泄洪的水量相对较小时，可以考虑使用消力栏，但是冲刷较严重时就需要选择差动式消力栏，其他情况请结合相关的规范标准进行合理的设计，以保证水库以及大坝的安全使用。

2.5侧槽段的设计
设计师在进行侧槽段的设计时需要注意，侧槽段最好是与水流的方向成90°角，至于修建的长度需要根据修建水库的位置的等高线来做具体准确的设计，保证泄洪时水流能够从侧面进入溢洪道，再沿着溢洪道流出去。

3.结论
综上所述，在进行溢洪道的设计时，一定要重点关注上述提到的容易出现问题的地方，并且采取最合理的方法进行解决，有效的并且安全的溢洪道，是工程在投入使用后发挥其作用的关键，也是保证水库安全的重要举措。

除此之外，在对水库的安全性进行评定时，还需要做好水库修建地的地址勘测报告、水文勘测报告等等，这对于发挥水库工程的作用有着重要影响。

参考文献：
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