丁建哲

摘 要：水利工程中水库主要发挥着拦洪蓄水及调节水流的重要作用。在水库防洪功能中，水库溢洪道作为最为重要的设施，需要做好溢洪道设计工作，通过对溢洪道设计方案进行优化，以此来全面提高水库溢洪道的质量。文中分析了水库溢洪道设计中存在的问题，并进一步对优化水利工程中水库溢洪道设计方案进行了具体的阐述。

关键词： 水利工程；水库；溢洪道设计；设计方案；优化

水库在水利工程中占有着非常重要的地位，可起到防洪、蓄水灌溉、供水、发电等作用。溢洪道作为水库的防洪设施，通常会设置在大坝的一侧，其以槽状外形为主，一旦洪涝灾害发生时，水库水位若超出安全限度，溢洪道则会对水库库容中不能容纳的洪水进行宣泄，以此来保证水库坝体的安全。水库溢洪道设计的是否合理，会对水库的安全和工程造价带来较大的影响，因此需要对溢洪道进行合理设计，以此来实现洪水的安全宣泄。

1溢洪道设计过程中的常见问题分析

1.1溢洪道泄流能力不足

在水利工程建设中，溢洪道建设占据的成本较大。因此溢洪道设计会对整个水库工程施工成本造价带来较大的影响，这就要求在溢洪道设计时，需要对溢洪道的建设成本进行充分考虑，尽量将溢洪道设计成本控制在最小范围内。在实际溢洪道设计时，为了缩小成本，通常会以洪峰及洪量较小的洪水数据作为具体的设计参数，这就导致设计的溢洪道尺寸会小于标准尺寸，同时在溢洪道实际运行过程中，其周边岩体会存在风化坍落等情况，这必然会对溢洪道的泄洪能力带来较大的影响，影响泄流能力，无法保证安全泄洪。

1.2溢洪道设计不合理

当前溢洪道设计中，通常会在溢洪道进出口和陡槽末端位置会存在不合理的地方。在溢洪道进出口设计过程中，通常会在坝身附近设置溢洪道进出口，而且在溢洪道进出口位置也没有设置护砌，只利用山脊来隔离坝肩和溢洪道。这样的布局，在溢洪道泄洪过程中容易被冲蚀，严重时会对坝肩的整体强度和稳定性带来較大的影响，存在较大的隐患。另外，在水库设计洪道陡槽末端时，为了节省施工成本，会在坝角附件设置陡槽末端，这种布局结构在泄洪量过大时，会产生横流冲刷现象，从而对坝脚安全带来威胁，不利于水库大坝的安全运行。

1.3平面弯道半径大、收缩剧烈

溢洪道设计时，当平面弯道半径设计太大或是弯道收缩过于剧烈时，必然会对溢洪道的正常泄洪带来影响。即当溢洪道陡坡处存在弯道时，当设计的弯道半径较大时，溢洪道泄洪时，在弯道处洪流的水流状态和形势都会发生较大的变化，使溢洪道两岸水面会出现落差，而且在下游衔接段平直溢洪道内还会有折冲水流产生，从而对溢洪道实际效能带来不利影响。另外，在具体设计时，当陡坡段或是缓流段收缩设计过于剧烈时，也会导致溢洪道的砌护受到直接冲击，对溢洪道砌护的安全带来较大的威胁，对溢洪道的正常泄洪功能会带来较大的影响。

1.4纵横剖面以及溢洪道平面布置设计不合理

在水库工程中，通常在土质非岩性的山坡上设置溢洪道，在具体设计时，对于山坡底部没有进行砌筑反滤砌护，则无法保障溢洪道或是山体结构的稳定性，当具体进行泄洪时，溢洪道则容易发生渗水问题，洪水会渗透到山体中，容易发生山体滑坡危险。在设计溢洪道纵横剖面过程中，对于山体挖掘施工可能会对溢洪道施工的影响考虑不周，则会造成溢洪道陡坡过于陡峭，当泄洪时，洪流会对溢洪道砌护带来较大的冲击。而且实际施工过程中，基于施工成本考虑，溢洪道通常都不会砌护的太高或是太厚，即实际砌护无法有效的承受住洪流的冲击影响，极易发生坍塌。在具体布置溢洪道平面时，溢洪道上下游的连接断面不协调，施工标准不一致，甚至部分溢洪道下游端口处也不会进行具体的砌护处理，这样就会导致山体会长期处于洪流冲刷范围内，会导致水土流失现象越来越严重，从而对整个溢洪道建筑结构的安全性带来较大的影响。

1.5溢洪道设计流程不完善

这个问题的出现，在很大程度上与溢洪道施工成本有关，设计人员在设计过程中要充分考虑对成本的控制。比如在对出口段进行设计时，会忽略端口砌护的砌筑，导致在溢洪道泄洪过程中洪流不断冲刷泥土，泥土大量流失，影响山体以及溢洪道整体结构的稳定性，存在较大安全隐患。

2水利工程中水库溢洪道设计方案的优化

2.1 要形成清晰的整体布局思路

溢洪道的设计包括5个关键的构成部分，他们之间的合理布置需要综合工程所在的地理位置，综合考虑地形、地质、工程特点、枢纽布置、坝型、施工及运用条件、经济指标等因素可能带来的影响，形成清晰的整体布局思路。当坝体附近具有良好的自然环境可以得到有效利用。考虑整体布局的过程中要坚持基础牢固、线路短、弯道少，出水口开阔无建筑物等总体原则。

2.2 溢洪道各结构段的优化设计

2.2.1进水渠段。进水渠段的设计应充分利用坝体周围的地理环境，据因地制宜原则实现水流的平顺入渠，结构上应尽可能的简化设计，平面上尽量保持直线状态，断面上要降低坡度，当受到地形的严格限定时，可采用多段的阶梯式缓降形式。

2.2.2控制段。控制段的主要构成是闸及两侧连接建筑物，特别需要强调的是闸轴线的选定应满足规范要求。此外，控制堰的型式可根据地形、地质及水力条件等，通过技术经济综合比较选定。控制段为实现水流速度的均匀性，对进水渠过来的水流要进行垂直处理，按照控制断面的宽度选定洪流值。控制堰的堰口对上、下游起到的是变化链接作用，要使水流平稳，设计时要控制好收缩角的角度，对于断面较宽的情况，要合理控制布设的间距。

2.2.3泄流段。泄槽轴线保持平直，纵坡、平面及横断面需综合地形、地质及水力条件等因素进行合理布置，不得不设置弯道时，应设置在流速相对较小、水流相对平稳且槽底较平缓的部分，对于泄量大、流速高的泄槽设置弯道时必须通过水工模型试验确定相关参数。

2.2.4消能防冲设施段。泄流段是属于溢洪道的急流段，为降低水流的冲击能力需要在泄流段尾端设置消能防冲设施，其型式应根据地形、地质及泄流条件等来进行确定。一般情况下对于非岩基上的消能设施采用底流消能方式，并在最末端设置消能池，若洪流期间流量也不大则可以使用消能槛方式。

2.2.5出水渠段。虽然消能防冲设施对水流的动能与势能已将达到了一定的削弱效果，但还需要设置出水渠，出水渠的轴线设计要顺应下游河道的流势，宽度相对较大以使水流不会显得过分集中。

3结束语

在水库溢洪道设计工作中，由于溢洪道作为洪水期间的应急设置，因此需要做到科学的选址，合理对其结构进行设计，以此来保证其具有较好的泄洪能力。在具体设计过程中，需要优化对溢洪道的进水渠段、控制段、泄流段、消能防冲设施段及出水渠等进行设计，以此来提高溢洪道的泄洪效能，确保水利工程运行的安全性和可靠性。

参考文献

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