小型水库溢洪道及放水涵洞的修复

牛芙蓉 刘子翔 赵朋飞

陕西省水利电力勘测设计研究院 陕西省西安市 710001   摘要：溢洪道作为小型水库工程中的主要建筑物之一，是在洪水期间保障水库安全的重要设施，承担宣泄洪水、防止洪水漫溢堤顶、保证大坝安全等重要角色。因为溢洪道的设计，直接影响到水库的安全，因而其设计合理，这一点就显得尤为重要了。溢洪道在水利工程中的作用是将超出水库容量的蓄存水顺利排出，确保水库在汛期和泄洪期的安全。但是在我国的水利工程建设，尤其是小型水库建设中，最常出现问题的建筑就是溢洪道。文章分析了小型水库溢洪道的常见问题，从小型水库溢洪道的设计布局、水力计

        算、结构计算等方面提出了解决相应问题的合理建议。

        关键词：小型水库；溢洪道；工程设计

        水库的核心部分为溢洪道，其设计方案是否满足合理要求、科学要求，决定了洪水期水库是否安全。近年来，由于工程造价原因，投资资金无法满足预算，加大了工程 实施难度。通常情况下，为了节省投资，大部分施工队伍以较低的洪水指标来设计溢洪道，导致水库安全无法得到保证。如何在控制成本的前提下，对溢洪道进行优化设计，成为了当前首要解决问题。

        1小型水库常出现的问题

        小型水库常出现的问题主要有以下 3 类: 洪水期间常出现的问题、在水库溢洪道的布置和设计上常出现的问题和水库溢洪道工程设计方法不完善。

        1.1洪水期间常出现的问题。溢洪道是保证水库安全的重要设施，尤其是在洪水期间，它的作用是非常明显的。小型水库由于工程设施的不完善，造价方面受限制，在设计洪水的标准上一般偏低，选用洪水的数据也偏小，因此在工程设计溢洪道的尺寸上也就略小。由于常年的受风体和水体的浸泡，周围的岩石也风化严重，导致泄洪能力不足，造成在洪水期间的不安全隐患。

       1.2在水库溢洪道的布置和设计上常出现的问题。在小型水库的工程位置布置上，溢洪道的设计往往离坝身的进出口太近，坝肩与溢洪道之间的距离也比较单薄。进口处也没有护砌，所以一旦发生冲蚀的泄洪现象，坝肩则是不太安全的。另外，在小型水库的溢洪道设计上，平面的弯道过大，并且收缩性太猛，在洪水期间对泄洪的现象非常不利，而且一般的小型水库溢洪道布置的弯道一般在比较陡的下坡处。 由于不断变化的水流流式和流态，造成两岸的水面差距很大，这时在水库凹岸上的水面就会增高，并且直直地向下流冲去。导致延平直段内常出现水流的拆冲现象，大大的影响了泄洪的能力和效果。并且由于水库的缓流处和陡坡处的收缩过于剧烈，也会出现比较强烈的流态变化，对溢洪道的周围砌面造成巨大的冲击，这就使得建设师们有些为难，因为小型水库的资金投入是比较受限制的，如果砌护砌的较高，资金投入就比较大，反之就会影响水库泄洪的安全。

        1.3水库溢洪道工程设计方法不完善。由于小型水库的溢洪道平面或剖面设计不当，就会使溢洪道的陡坡设计问题突出。因为，有一些溢洪道的布置是非山坡性的，在偏颇的底部也没有做反滤的砌护，所以就会出现严重的渗水现象，造成滑坡，直接影响水库溢洪道的稳定性。还有些是因为在设计时不够注意，坡的薄后不均，使得稳定性不能被满足，造成塌方和滑坡现象。从而是泄洪的能力下降，造成冲刷力量过大。现如今，我国小型水库在水利设计方面还不够完善，在工程的设计中常常忽略平流段的进口水位损失。
2小型水库溢洪道设计常见问题

        2.1溢洪道进出口段与坝身距离短

        检查中发现有较多的小型水利工程的溢洪道进出口段与坝身的间隔距离存在一定的问题，主要是间隔过短，坝肩和溢洪道只有单薄的山脊互相隔离。进口段没有使用相应的保护措施，尤其是护砌措施，泄洪后则会引起冲刷，给坝肩的安全造成巨大的伤害。

        2.2溢洪道设计尺寸较小

        在设计小型水库时常常要考虑到工程的资金消耗，而又必须要使得设计达到建筑工程的标准，在资金和标准的双重压力下，很多设计人员常常会将设计尺寸进行改动，缩短尺寸大小，随之引起参考的洪峰与洪量等洪水数据发生异常变化。这些造成溢洪道设计的尺寸也相应减小，在建筑的岩体出现风化坍落后，发生泄洪渠淤积的概率则大大增加，让水库泄流难以正常进行。

        2.3溢洪道平面弯道半径大小不稳定

        平面弯道半径对溢洪道在设计而言，是一个隐藏的不稳定因素，随着时间的变化，收缩忽小忽大，对于泄流的完成起阻碍作用。在遇到溢洪道陡坡段布置发生异常后会被弯道流态、流势等因素干扰而出现变动，最终带来的结果是出现两岸的水面差，造成凹岸的水面壅高，很容易造成下游衔接的平直段内出现折冲水流，大大削弱泄流的能力。

        2.4水力设计方法不合理

        设计者在溢洪道的设计过程中没有从专业的角度出发，研制出科学的设计方案，这就让设计结果与方案难以达到实际工程的需要，水力设计方式不合理会给工程项目造成很大的阻碍。

        2.5溢洪道陡坡比降过陡

        陡坡比降过大对于溢洪道设计是极为重要的问题。部分溢洪道被设置在非岩性的山坡之上，其底部难以采取科学的反滤衬砌，一旦渗水后很容易出现滑坡现象，这会大大降低建筑结构的稳定性。

现冲刷现象，这就需要采取差动式消力坎的方案。在岩基上，当溢洪道的尾端存在较陡的边坎，通常使用挑射消能是最有效的方法。

    4结语

        总而言之，针对小型水库溢洪道设计中存在的问题采取有效地处理措施是必不可少的工作，这不仅使水利工程使用功能得到有效发挥，在拟定处理方案时应该对地质构造、水文资料做好处理，这样才能保证工程的功能得到发挥。

        参考文献：

        [1]陈芳.水库溢洪道设计计算的探讨[J].水利科技与经济，2009(7)：568-569.

        [2]马丹.水库溢洪道除险加固工程设计思路[J].水利科技与经济，2010(2)：157-158.

        [3]郝成东.山角水库溢洪道水力计算[J].黑龙江水利科技，2010(2)：77-78.

        [4]中华人民共和国水利部《溢洪道设计规范》（SL253--2000）

        [5]中华人民共和国水利部《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252--2000）

        [6]中南勘测设计院编《溢洪道设计规范专题文集》，水利电力出版社

        [7]西安理工大学李建中主编《水力学》，陕西科学技术出版社