齊心水庫(kù)泄洪建筑物方案比選及過(guò)流驗(yàn)算

盧煒煒，溫旭啟

( 浙江省農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)審核中心，杭州310012)

1 概 況

齊心水庫(kù)是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養(yǎng)魚(yú)的小(2) 型水庫(kù)，水庫(kù)原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)30 a一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)300 a一遇。原設(shè)計(jì)總庫(kù)容86 × 104m3，最大壩高15 m，根據(jù)GB50201—94《防洪標(biāo)準(zhǔn)》［1］和SL252—2000《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》［2］規(guī)定，確定本水庫(kù)工程等別為Ⅴ等，主要建筑物級(jí)別為5級(jí)，按10 a一遇洪水設(shè)計(jì)，20 a一遇洪水校核。本次初步設(shè)計(jì)根據(jù)大壩安全鑒定結(jié)論，將重新修建泄洪建筑物和輸水建筑物來(lái)滿(mǎn)足水庫(kù)大壩防洪和灌溉要求。［3］

2 方案比較

2.1 泄洪建筑物、輸水洞分建方案與合建方案比較［1］

方案1:溢洪道與輸水洞分建方案。即分別重建溢洪道與輸水洞。按規(guī)定小型碾壓式土石壩水庫(kù)溢洪道宜采用開(kāi)敞式，且不宜設(shè)置閘門(mén)，堰頂高程宜與正常蓄水位齊平。但該方案重建溢洪道所需工程量大，投資大; 輸水洞灌溉旱田面積只有30.7 hm2，流量較小，單設(shè)一輸水洞亦不經(jīng)濟(jì)。

方案2:溢洪道與輸水洞合建方案。即溢洪道采用泄洪閘，泄洪與輸水建筑物綜合考慮，在節(jié)制閘室左側(cè)設(shè)灌溉耳洞形式，該方案投資小，且便于洪水調(diào)度。

方案3:從節(jié)省投資考慮，本次設(shè)計(jì)采用溢洪道與輸水洞合建方案。

2.2 泄洪建筑物方案比較

根據(jù)工程現(xiàn)狀實(shí)際情況，并結(jié)合水庫(kù)規(guī)模復(fù)核情況，泄洪建筑物選擇泄洪洞方案和泄洪閘方案進(jìn)行比選。

1) 泄洪洞方案。斷面尺寸( b × h) 為1.5m ×1.8m，底板高程為232.00 m。

2) 泄洪洞方案。斷面尺寸( b × h) 為2.0m ×2.0m，底板高程為232.00 m。

3) 泄洪閘方案。為寬頂堰，堰頂高程233.00 m，閘凈寬分別為2.5 m。

4) 泄洪閘方案。為寬頂堰，堰頂高程233.00 m，閘凈寬分別為3.0 m。

2.2.1 工程投資方面

表1 泄水建筑物(工程投資)方案比選表

各種泄洪建筑物型式及投資比較見(jiàn)表1。經(jīng)比較可知，泄洪建筑物采用b =2.5 m寬泄洪閘方案工程總投資最小。

2.2.2 水庫(kù)大壩安全方面比較

泄洪閘超泄能力大于泄洪洞，當(dāng)遇到超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，泄洪閘泄量大于泄洪洞泄量，有利于水庫(kù)大壩安全。且泄洪閘通過(guò)漂浮物能力強(qiáng)，很少會(huì)影響正常泄流。

2.2.3 運(yùn)行管理方面

泄洪洞產(chǎn)生裂縫、滲水及漏水不易發(fā)現(xiàn)及維修;泄洪閘則容易發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和進(jìn)行維修。綜上所述，工程投資由小到大排列順序分別是1.5 ×1.8 泄洪洞方案、b =2.5 m寬泄洪閘方案、2.0 ×2.0 泄洪洞方案和b =3 m寬泄洪閘方案。同時(shí)在水庫(kù)大壩的安全影響和工程運(yùn)行管理方面，泄洪閘明顯優(yōu)于泄洪洞。因此，選定方案3。

3 泄洪閘過(guò)流能力計(jì)算及結(jié)論

初擬水閘結(jié)構(gòu)尺寸如下: 水閘為1 孔，凈寬2.5 m。按SL265—2001《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》［5］中的寬頂堰流公式

式中: Q 為過(guò)閘流量; B0為總凈寬，m; H0為計(jì)入行近流速水頭的堰上水深; g 為重力加速度; m 為堰流流量系數(shù)，采用0.385; ε 為堰流側(cè)收縮系數(shù)，采用0.95; σ 為淹沒(méi)系數(shù)，σ = 1.0。滿(mǎn)足Q 設(shè)=17.0 m3/s、Q 校=22.2 m3/s過(guò)閘流量要求。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 過(guò)流能力計(jì)算表

［1］中華人民共和國(guó)水利部. GB50201—94 防洪標(biāo)準(zhǔn)［S］. 北京:中國(guó)水利水電出版社，1994.

［2］長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.SL2252—2000 水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)［S］. 北京:中國(guó)水利水電出版社，2000.

［3］齊齊哈爾市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院. 黑龍江省克山縣齊心水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告［R］.齊齊哈爾: 齊齊哈爾市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2012.

［4］胡晶. 依安縣陽(yáng)春水庫(kù)泄洪建筑物方案比選論證［J］. 黑龍江水利科技，2012，40(1) :77.

［5］江蘇省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院. SL265—2001 水閘設(shè)計(jì)規(guī)范［S］. 北京: 中國(guó)水利水電出版社，2001.