秦根泉;谢玲璐
【摘 要】介绍浯溪口水利枢纽工程采用的"5表孔+6低孔"相结合的泄洪系统布置设计方案,经试验模型验证,可以满足坝址区汛期洪峰流量大、库区淹没实物指标多、水库防洪运行方式复杂、要求泄水建筑物具有较大的泄流能力,以及水库和发电厂房的防淤冲沙要求等问题. 【期刊名称】《江西水利科技》
【年(卷),期】2010(036)001
【总页数】4页(P41-44)
【关键词】江西;浯溪口水利枢纽;河床式泄洪道;表孔溢流坝;低孔溢流坝;泄流能力 【作 者】秦根泉;谢玲璐
【作者单位】江西省水利规划设计院,江西,南昌,330031;江西省水利规划设计院,江西,南昌,330031
【正文语种】中 文
【中图分类】TV65
1 工程概况
浯溪口水利枢纽工程位于昌江干流中游，地处景德镇市浮梁县境内，是昌江的控制性水利枢纽工程。工程规模为大（2）型，设计洪水标准100年一遇，校核洪水标准1000年一遇（砼闸坝）。挡水建筑物为砼闸坝加土石坝、河床式厂房。根据水库防洪调度运行方案，在高、低水位，泄洪建筑物都需要有较大的过流能力，以减少水库淹没损失，降低大坝高度。合理地确定泄洪系统设计方案是本工程设计的关键和难点。
2 泄洪系统方案选择
浯溪口坝址河床区宽约190 m，河床底高程33.8～34.50 m，基岩裸露，左岸分布有一级阶地，阶地沿河分布长约 1.4 km，坝址宽 220 m，阶地高程 44.5～48.5 m；右岸河岸坡度约1∶3。浯溪口水利枢纽坝址处河面开阔，河床内具备同时布置挡水、泄水及电站等水工建筑物的条件。枢纽总体布置采用集中布置的方式，不仅投资省，而且便于管理。根据大
坝高度及河床地形条件，拟定低孔溢流坝和表孔溢流坝两种泄洪型式进行组合。
低孔溢流坝是将泄流进口布置在设计水位以下一定深度的部位。泄水孔属淹没出流，泄流量与H01/2成正比增加。由于水头H0较大，库水位变化所引起的H0变化的比率不显著，以及下游淹没对出流能力的影响，低孔的泄流能力在高低水位工况下相差不大。低孔溢流坝对预泄防洪库容效果明显，并可作配合或辅助其它泄洪设施泄洪、检修或人防需要时放空水库、排沙、导流或为下游供水等多种用途。当遇到特大洪水时，低孔溢流坝泄洪安全性比开敞式差，且闸门的操作和检修均较复杂。
表孔溢流坝采用开敞式溢流堰，泄洪时水流以自由堰流的方式过坝。泄流量与H03/2成正比（H0为堰顶水头），在高水位时泄流能力大，超泄能力强，能有效的降低校核洪水位，减小大坝高度。堰顶高程较高，溢流段可布置在河床区也可布置在河滩地，适应地形性较好。但在低水位工况下的泄流能力小，对预泄防洪库容作用不大。
rs232和ttl>文摘卡昌江坝址百年一遇的洪峰流量为10100 m3／s，1000年一遇的洪峰流量为16000 m3／s。水库的防洪调度运行方案为根据水库来水确定下泄流量，保证下游景德镇市达到相应的防洪标准。
浯溪口库区淹没实物指标大，为加大预泄防洪库容能力，减少库区淹没，本工程在河床区尽可能多的布置低孔溢流坝泄流宽度。根据地形条件，共布置了6孔低孔溢流坝，每孔净宽12 m。低孔溢流坝段的右侧为厂房坝段，低孔溢流坝堰顶高程34.5 m，略高于河床底高程，略低于厂房进水口拦砂坎顶高程36.0 m，低孔泄流时可对厂房进水口起到冲沙作用。发电厂房坝段更靠近河岸有利于布置发电厂区，安排对外交通。
表孔溢流坝布置在低孔坝段的左侧。表孔溢流坝堰顶高程为47.0 m，每孔净宽为12 m。增加表孔溢流坝的溢流宽度可降低坝高，但表孔溢流坝的单宽造价高于挡水坝，因此需对表孔溢流坝的孔数进行方案比较，左岸滩地的宽度可满足经济比较的要求。经比选，本工程最终采用的是“5表孔+6低孔”方案[1]。
3 泄流建筑物结构布置
低孔溢流坝布置在河床区，共6孔，堰顶高程34.5 m，堰面曲线上游为平顶堰用于布置挡水闸门，下游为抛物线，可防止堰面产生负压。闸门、胸墙共同挡水，孔口尺寸12 m×9 m（宽×高），为避免因基础沉降对胸墙分缝及止水的影响，低孔溢流坝分缝采用缝墩，胸墙两端与闸墩固接，缝墩宽6.0 m，一孔一联，溢流前沿宽度108 m。工作闸门和检修闸门均
为平板钢闸门，工作闸门为前止水，检修闸门为后止水，共用一道胸墙。下游消能为底流消能。结构布置见图1。
表孔溢流坝布置在左岸滩地，右接低孔溢流坝段，共5孔。堰顶高程47.0 m，堰面采用WES幂曲线，每孔净宽12 m，在溢流堰中间分缝，以减少闸墩数量。溢流坝的前沿总宽度为78 m，边、中墩宽度均为3.0 m。工作闸门为弧形门，检修门为平板钢闸门与低孔溢流坝共用。下游消能为底流消能。结构布置见图2[4]。
4 泄洪系统泄流能力计算
表孔堰顶高程高，基本属于堰流；低孔溢流坝堰顶高程低，为闸孔淹没出流，泄流能力受下游水位的影响。本工程泄流计算的难点在于表、低孔结合泄洪的泄流能力与下游水位是相互交替影响的，需进行试算才能确定各上游水位所对应的下游水位及泄流能力。
4.1 表孔泄流能力计算方法
开敞式溢流堰泄流能力计算公式：
式中：Q—流量，m3/s；
B—溢流堰净宽，B=12 m；
Hw—堰顶以上作用水头；
g—重力加速度；
m—流量系数，查表取值；
C—上游面坡度影响系数，当上游面为铅直面时，C 取 1.0；
ε—侧收缩系数，根据闸墩厚度及墩头形状而定，可取 ε=0.90～0.95，本计算取 ε=0.95；
σs—淹没系数，视泄流的淹没程度而定，不淹没时σs=1.0。
6aaaa
堰流的出流方式反映在淹没系数σs上，当σs＝1.0时为自由出流，σs〈1.0 时为淹没出流，具体数值参照《水力计算手册》，依据下游水位及上下游水头差来确定[2]、[3]。
4.2 低孔泄流能力计算方法
低孔溢流坝的流量公式：
自动变光电焊面罩式中：Q—流量，m3/s；广告宣传栏制作
μ0—流量系数，因闸门形式、底坎形式、相对开度e/H 而异，对于实用堰上平板闸门：μ0＝0.745-0.247·e/H[4]；
e—闸门开度，m；
B—闸门宽，m；
h0—包括行进流速水头的闸前水深，m；
hs—下游水深，m；
g—重力加速度。
本工程的泄流计算试算部分通过编制EXCEL电子表格来完成。计算中，表孔堰顶高程高，泄流能力受下游水位影响小；低孔堰顶高程低，受下游水位影响大，需要另外计算低孔单独运行的泄流能力。计算成果见表1[1]。
4.3 泄流能力模型试验验证
本工程属大型工程，泄水建筑物设计应经水工模型试验验证。模型试验的模型比尺采用1∶100[2]。
“5表孔+6底孔”联合泄洪条件下，在校核洪水位时泄流量为13620 m3/s，比设计值13586 m3/s大0.25%，所以枢纽整体泄流能力满足要求。
从实验的库水位～泄量关系和计算的库水位～泄量关系曲线的对比（见表2）可知，设计流量与实验流量有一定差异，原因是计算选用的下游水位比试验的下游水位偏高导致试验淹没度较计算时小，从而淹没系数小，设计选用的孔流的综合流量系数偏小所致。实验值在库水位50.17～63.64 m之间泄洪底孔孔流的流量系数在 0.447～0.529 之间变化，设计采用的流量系数 0.327～0.338，较试验值偏小。计算及试验所得库水位与泄量关系曲线见图3所示。
5 结语
（1）浯溪口水利枢纽工程的汛期洪峰流量大，库区淹没实物指标多，工程所采用的“5表孔+6低孔”的泄流系统能满足防洪调度运行要求。泄洪孔数多，可根据需要采用不同组合，运行灵活。
便携式翻译机
表1 泄流建筑物库水位～流量关系曲线数表m?
表2 泄流建筑物库水位～流量关系试验计算对比表?
（2）“5表孔+6低孔”的泄流系统的泄流能力计算方法，考虑了泄流能力与下游水位之间的相互影响，计算成果偏于安全，经模型试验验证，计算成果基本合理。
（3）低孔溢流坝在泄洪时尽量开启靠近发电厂房的孔口，可起到泄洪拉沙同步进行的效果，保证发电水质，减少库区清淤费用。
（4）低孔溢流坝与表孔溢流坝的孔数较多，为满足防洪调度要求对泄流量进行控制基本上可通过开启不同孔数来实现，闸门不需局部开启，可减少对闸门的损坏，提高了泄水系统的运行稳定性和安全性。
（5）本工程的泄洪系统运行在平原、丘陵地区的水利枢纽工程具有一定的代表性，设计方案可供其他类似工程参考。
【相关文献】
[1]江西省水利规划设计院.江西省浯溪口水利枢纽工程可行性研究报告[R］.2009.8.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议