科克塔斯水库泄洪洞水力学计算研究
2014-08-21霍鹤飞黄河勘测规划设计有限公司
□ 赵 宁 □ 霍鹤飞 □ 徐 威(黄河勘测规划设计有限公司)
1 工程概况
科克塔斯水库位于伊宁市北部的匹里青河出山口水文站上游0.50km处,距伊宁市约30km。水库由混凝土面板堆石坝、溢洪道、泄洪洞、引水发电洞、灌溉洞及电站厂房等建筑物组成,总库容4613万m3,最大坝高88m,是一座以乡镇及工业供水、农业灌溉为主,兼顾防洪和发电等综合利用的中型水利枢纽工程。
泄洪洞由导流洞改建而成,与导流洞在平面上为同一轴线,由引渠段、进口塔架段、洞身段、出口消能段组成。见图1。

图1 泄洪洞消能段末端横剖面图
进口塔架位于导流洞导0+086.00~导0+103.00处,长17m,宽11m,进口底高程922.00m。塔架内设有检修门和弧形工作门各一道,事故检修门尺寸为3.30m×2.88m(宽×高),工作门孔口尺寸为3.30m×2.40m(宽×高)。
泄0+017.00~泄0+362.00(导0+103.00~导0+448.00)为泄洪洞洞身段,断面型式为城门洞型,与导流洞净断面一致3.50m×4.50m(宽×高),泄0+017.00~泄0+087.00的底坡为1.30%,泄0+087.00~泄0+150.31底面为y=0.013x+x2/260的抛物线,泄0+150.31~泄0+163.88底坡为1:2,泄0+163.88~泄0+181.00底面为半径为18.75m的反弧连接段,泄0+181.00~泄0+362.00底坡为1.30%,洞出口底板高程为890.90m。
出口消能段长16m,挑流鼻坎顶高程为892.60m,挑角为25.50°,反弧半径18m,矩形断面底宽由3.50m以两边各6°的扩散角渐变为6.86m。
2 水力学计算
2.1 泄洪洞泄流能力计算
按进口为有压短洞的无压泄流公式计算:

式中:μ—流量系数,工作门前的压坡为1:5,取0.88;H—闸孔底板高程算起的上游库水深,底板高程922m,校核水位962.63m,H=40.63m;设计水位时,H=39.59m;ε—工作闸门垂直收缩系数,对于进口有压短洞,取0.914;e、B—闸门开启高度、水流收缩断面处的底宽,B=3.30m,闸门全开时,e=2.40m;g—重力加速度。
经计算,设计水位961.59m时,泄洪排沙洞泄流能力为188.80m3/s,校核洪水位962.63m时,泄洪排沙洞泄流能力为191.43m3/s。……
