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拜泉县兴盛水库灌溉洞过流计算与优化设计

2011-08-13宋师珍石立恒

黑龙江水利科技 2011年5期
关键词:泄洪洞水洞水深

孟 莹,宋师珍,石立恒

(1.佳木斯河道管理处,黑龙江佳木斯154000;2.佳木斯柳树岛管理处,黑龙江佳木斯154000;3.桦川县悦来灌区管理站,黑龙江桦川154300)

1 工程概况

兴盛水库是一座以农田灌溉为主,兼顾防洪、养鱼等综合利用的的小(2)型水库。水库现状实灌水田20 hm2,同时防洪保护下游耕地66.7 hm2和3个村屯共950人的生命和财产安全。兴盛水库总库容为59.5万m3,水库属小(2)型工程,工程等级为Ⅴ等工程,主要建筑物为5级,防洪标准按10 a一遇洪水设计,按50 a一遇洪水校核设防。

2 工程布置

土坝坝型采用均质土坝,坝长320 m,选定坝顶宽4.0 m,坝顶设20 cm厚砂砾石路面。坝顶高程242.00 m,上游坝坡坡比1∶3.5,采用现浇混凝土板护坡,下铺10 cm厚砂砾石垫层,其下设一层土工布。下游坝坡坡比1∶3,采用草皮护坡,坡脚设置贴坡式排水,贴坡排水采用块石护砌,厚30 cm,下设碎石垫层厚20 cm及砂砾石垫层厚20 cm,灌溉输水洞轴线桩号为0+200,输水洞由进口引渠段、取水塔控制段、洞身段、出口消能防冲段组成,输水洞按无压洞布置,洞身底坡坡降采取1/200,进口设置两孔,洞径考虑设计流量及工程检修方便,设计断面为1×2.0×2.0 m(孔数×高×宽),输水洞进口底高程按死水位238.00m条件下泄放设计灌溉流量要求控制,设计为237.00 m。

3 过流能力计算

灌溉洞设计流量为0.6 m3/s,有闸控制泄流,对应水库原死水位238.00 m情况下泄流量应满足灌溉流量设计要求。

当从洞底高程算起的上游水深<1.2倍洞高时,为无压流,>1.5倍的洞高时,为有压流,处于1.2~1.5倍水深为半有压流,因此本次泄流能力复核按下式计算:

1)进口高程为237.00 m,经过判断当从洞底高程算起的上游水位239.40 m的水深<1.2倍洞高,属于无压流情况,计算采用下式进行:

式中:Q为流量,m3/s;B为总净宽,m;H0为计入流速水头的堰上总水头,m;m为流量系数,m=0.385;ε为闸墩侧收缩系数为边墩形状系数;ξ0为中墩形状系数;n为孔数;b为单孔净宽,m。

2)当从洞底高程算起的上游水深>1.5倍的洞高时,属于有压力流情况,采用下面公式:

式中:μ为流量系数,经复核采用0.64;L为泄洪洞长度,m;i为泄洪洞比降;h为泄洪洞孔口净高,m;η为泄洪洞出口水流收缩系数。

3)当从洞底高程算起的上游水深处于1.2~1.5倍水深时,属于半有压力流情况,采用下面公式:

泄流计算成果见表6。

表1 泄流计算成果表

4 计算结论

灌溉洞设计流量为1.0 m3/s,有闸控制泄流,对应水库死水位238.00 m情况下,实际能下泄流量2.95 m3/s>0.6 m3/s,,满足灌溉流量设计要求。

[1]刘启钊.水电站(第三版)[M].北京:中国水利水电出版社,2003.

[2]崔冠英.水利工程地质[M].北京:中国水利水电出版社,2003.

[3]袁光裕.水利工程施工[M].北京:中国水利水电出版社,2003.

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