双河口水库溢洪道加固工程水力计算

1.张 丹 2.陈祖玲 3.李顺兵 4.徐建华 5.梅 强

1,4,5.湖北省水利水电科学研究院 2.湖北孝天水利水电建设有限公司 3.中工武大设计研究有限公司

双河口水库溢洪道加固工程水力计算

1.张 丹 2.陈祖玲 3.李顺兵 4.徐建华 5.梅 强

1,4,5.湖北省水利水电科学研究院 2.湖北孝天水利水电建设有限公司 3.中工武大设计研究有限公司

本文主要针对双河口水库溢洪道加固过程中的水力计算问题进行了详细的介绍。

溢洪道；泄槽；消力池；水力计算

1 前言

双河口水库位于湖北省罗田县，总库容

1080万m3，于1960年7月建成，是一座以灌溉

为主，兼有防洪、发电等功能的中型水库，洪水

标准为50年一遇设计，1000年一遇校核，主要

由大坝、溢洪道、输水隧洞等组成。

2 溢洪道概述

原溢洪道由左坝肩70m处山岗间开挖而成，为无闸控制开敞式泄水明渠，明渠底部高程157.53m，底宽62.0m。由于原溢洪道未护砌且基岩为强风化的片麻岩，抗冲性能差，导致堰顶冲刷后切约30m，泄槽段冲刷损毁严重。本次加固工程根据现行规范重新修建溢洪道，各部位尺寸详见图1。

3 溢流堰形式的选择

可选用宽顶堰和实用堰两种堰型，由于原控制段为明渠，在正常蓄水位不变的情况下，若加固设计采用实用堰，则需要满足实用堰的工作条件，即堰坎上游有(0.25-0.4)H的水深，堰坎后应保证非淹没出流，这将增加上下游开挖和砌护工程量，且实用堰所需的砼方量也比宽顶堰多。经比较采用宽顶堰，堰顶高程取正常蓄水位157.53m。

设计对40.0m和60m两种溢流堰总净宽进行比选。较大的总净宽可增加泄流能力，但由于溢洪道为无闸控制，两种总净宽对水库水位的影响不大(校核水位仅相差0.33m)，而对工程的投资影响较大，故加固设计采用40m净宽方案。

4 泄流能力计算

溢洪道控制段泄流能力按《溢洪道设计规范》(SL253—2000)中宽顶堰公式计算(计算结果见表1)：

5 泄槽水力计算

采用校核洪水位下的校核洪水流量进行水面线计算。泄槽首端临界水深按下式计算：

泄槽水面线采用《溢洪道设计规范》SL253-2000推荐的分段求和法计算，计算公式如下：

校核洪水位时泄槽水面线计算成果见表2。

校核洪水位时，泄槽边墙安全加高收缩段取1.24m，直槽段取1.0m，据此可确定边墙高度。

图1 溢洪道平面及纵剖面图

表1 宽顶堰泄流能力计算表

表2 校核洪水位时水面线计算成果表

6 消能防冲计算

消力池按30年一遇洪水设计。由泄槽水力计算成果，30年一遇洪水时，泄槽末端收缩断面水深h1=0.432m，流速v1=15.75m/s，其余要素计算如下(计算结果见表3)：

表3 消力池水力计算成果表

结合现状地形，取消力池深d=2.15m，池长Lk=23.00m。消力池两侧边墙高度根据跃后水深加超高确定，并考虑与泄槽边墙衔接，取消力池边墙临水面高5.0m。

[1]李炜.水力计算手册[M].北京：中国水力水电出版社.

[2]水利部天津水利水电勘测设计研究院主编.溢洪道设计规范(SL253-2000).北京：中国水力水电出版社，2000.