李萍萍
摘 要：溢洪道是水库常见的水工建筑物，主要是用于宣泄水库所容不下的洪水。溢洪道只是在汛期洪水流量较大时，水量超过水库的容积，对水库的量调节，保证水库的安全运行起着重要的作用，所以溢洪道是水库中的重要建筑物，溢洪道的泄洪安全十分关键。文章针对其设计中存在的问题进行分析，并提出了一些相应对策。
关键词：中小型水库；溢洪道；设计
引言
溢洪道设计是中小型水库设计中的重要内容之一，要防止洪水溢出、泄露，最行之有效的办法就是为中小型水库修筑溢洪道。所以，在设计施工溢水道时要谨慎、细致，消除可能存在的施工隐患，切实提高水库安全性能。同时，整个工程造价问题也在一定程度上受制于溢洪道设计是否科学合理，中小型水库的石坝溢洪道大约占总劳力的20%、整个工程造价的20%-25%，由此可见，在水利工程设计环节中，溢洪道设计是不可忽视的重要一环。
1 当前中小型水库溢洪道设计中的问题
1.1 溢洪道的选址不恰当
在进行水利施工时，在工程中要对溢洪道进行预期的设计，在设计过程中由于一些工程师的疏忽，并没有考虑到溢洪道设置的位置是非常关键的，所以溢洪道的选址出现了很大的问题，在建设过程中一些溢洪道的进口和出口与大坝的坝身紧紧相连，而坝肩与溢洪道之间所隔山脊非常的单薄，这种现象如果再没有实施更好的护砌，在水库投入使用后，如果一旦出现洪水的情况，就造成很大的不利因素，特别是坝身的安全性将受到威胁。除此以外，在一些设计中将坝脚连接到了抖槽的末端，这样如果出现横流，就会使坝脚的稳固遭到破坏，最终造成不良因素的发生。
1.2 溢洪道的设计尺寸较小
在进行中小型水库设计时需要考虑到造价问题，在设计达到标准的前提下，考虑资金问题，在二者双重压力之下，许多设计师往往会采用修改设计尺寸，缩小尺寸的方法来降低费用，因而导致洪峰与洪量的数据发现异常变化，建筑岩体发生风化坍落问题，进而导致泄洪渠淤积的概率大幅增加，使水库泄流难以进行。
1.3 溢洪道平面以及纵横剖面设计出现问题
在该设计环节中，最突出的问题就是比降过陡，在设计溢洪道平面时，上下游断面未能有效匹配和衔接，从而限制了溢洪道的泄洪能力。河道和溢洪道尾部没有有效衔接，造成河床明显低于溢洪道尾部，假若尾部砌护处理存在显着问题，那幺会加大冲刷侵蚀风险，一旦危及整个大坝，其造成的损失将是无法估算的。还有一些溢洪道被布置在非岩性坡上，反滤衬砌缺乏，结构不稳固，从而加剧了渗水滑坡的可能性。除此之外，在工程横断面设计过程中，山坡两侧的开挖坡度不合理也会造成整个坡度过于陡峭，如果这时未做好衬砌工作，那幺就很难满足抗倾抗滑的标准，塌方和滑坡等灾害将随时发生。
1.4 目前的水力设计不够完善
在过去的溢洪道侧槽式设计中，“扎马林法”是最常见的水力计算方法。但是实践表明，“扎马林法”所计算出的水面坡降偏小，从而导致侧槽深度不够，流量系数也相应减小，侧堰局部淹没的现象时有出现，设计流量和实际泄洪流量间存在误差，这严重影响了整体工程质量和安全。平流段进口水位的壅高没有进行水力计算，然而在溢洪道进口中若布置了引洪平流段，常出现实际壅高较大的情况，这一问题不容忽视。还有一部分设计忽视了消能工且类型选择存在失误，导致消力池的长度和深度都无法满足正常的需求，难以充分消能，这会进一步加剧下游河段的冲刷。
2 中小型水库溢洪道设计要点
2.1 进口段
进口段的进口形状一般都做成喇叭口，这样可以减小损失，所以不易做的过长，如果在建设溢洪道时要受地形因素的限制，必须在段内设置弯道。那幺这条弯道一定要尽量平缓，并且在上下游衔接处与出口处远离坝尾，以免冲刷。溢洪道的坝面一般都成四边形和梯形，当水流速度小于1～2s/h，砌护墙是可以不用的。但如果它与附近的建筑物在一定范围上是连接的话，就要相应的切户一定的长度，如果有弯道则要加强两旁的切和厚度。
2.2 控制段
要使得洪水期间泄流段的水流速度均匀，就要使进口的水流与建筑物呈垂直状态，也可根据地形条件和洪水泄流的需要设置相应的控制断面，并要按照断面的宽度选定洪流值，一般的岩基单宽流量都在50～0m3/s，工基为30m3/s。除了在小型水库的进水口处设置水流的引流外，一般的水库溢洪道的宽度也≤3h。因为堰口与上、下游的引流处采用的是变化链接，所以为了使水流平稳≤的收缩角最好是≤12度为最佳。如果，它的断面比较宽，那幺它的布设间距在10～15m为宜。
2.3 泄流段
在陡坡、急流段这两部分采用的布设方式为直线法，并且要尽量避免坡体或弯道所产生的流态负压现象。所以，在溢洪道设计的时候要因地而异，根据所选地势的地形、地质决定建设的引流形式，坡体也可采用均一比降的方式。由于洪流的速度非常的快，所以在设置岩基上要加厚砌护的宽度，一般砌石的浆液在0.5～1.0m，混凝土0.2～0.6m，坡度在1/3m厚最好。
2.4 消能段
在急流段的尾端要设置一个消能的工具，而其选择型号就要根据溢洪道选择的地形、地质和水利条件而定。并且，在溢流道的末端多采用多级跃流形式，使水库的泄流方向离坝角100～150m不等。然而，对于非岩基上的消能工具，一般采用的是底流消能，并且还要在最尾端处放置一个消能池。如果在水库的洪流期间，池流量不大，那幺可以考虑使用消能槛的形式。如果水库的洪流是远驱式的就特别容易造成对砌护的冲刷。在这样的情况下，就要采用差动式的消能槛模式了。如果水库的溢流道尾端有陡坡时，挑射效能的模式就比较有利了。还可以省去对消能池的使用，并且这种方式会减少工程的工作量和投资资金。
3 中小型水库溢洪道平面设计
3.1 正槽溢洪道
由于地形、地质条件限制，正槽溢洪道往往不能紧靠大坝，需在溢流堰前开挖引水渠，将库水平顺引向溢流堰，引水渠进口多为喇叭口型式，底板高程为正常蓄水位。进口段后接控制段，控制段包括溢流堰及两侧连接建筑物，溢流堰堰型主要有宽顶堰、实用堰、拆线型低堰、驼峰堰，这几种型式在工程中都可采用。其中，以无坎宽顶堰型式最为简单，在工程中为首选堰型，宽顶堰长度和宽度根据水力计算结果选取。为减少开挖，溢流堰后先接渐变段（即收缩段），再接等宽泄槽，渐变段扩散角一般不宜超过6-8度。泄槽段在平面上尽可能采取直线、等宽、对称布置，一般位于挖方地段。根据地形、地质条件和洪水情况，工程中常用消能方式为消力池消能和挑流消能，当出口距大坝坝角较远，泄槽段离河床较远时，为减少开挖，多选挑流消能。
3.2 侧槽溢洪道
侧槽溢洪道进口即为溢流堰，溢流堰大致沿河岸等高线布置，水流经过溢流堰泄入与堰大致平行的侧槽后，在槽内转向约90°经泄槽泄入下游。溢流堰多采用实用堰，实用堰顶高程一般为正常蓄水位，水流从堰顶泄入侧槽内，在工程中，侧槽多为窄深式梯形断面，纵坡多为0.1～0.2。侧槽段后接渐变段、泄槽段、消能段，布置型式与正槽溢洪道一致。
4 结束语
水库的溢洪道布置与设计的合理性将直接影响水库的安全性，所以它的布置和选型都非常重要，也是水库工程设计的一个重要环节。在设计工作开始前就要收集完备可靠的资料，合理规划整体布局，并进行严谨的水力计算和结构计算，从而保证它的可行性和安全性。
参考文献
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