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1、张峰水库溢洪道泄流能力分析苏冬阳（山西省水利水电科学研究院太原030002）摘要:水廉溢洪道的泄流能力直接影响水库的行洪安全。文屮以张峰水库溢洪道模型试验为基础，对该水库溢洪道泄流能力进行分析，得出科学、合理的工程建议。关键词:溢洪道泄流试验分析中图分类号：TV131文献标识码：B1张峰水库概况张峰水库位于山西省晋城市沁水县张峰村西北1.5km处的沁河干流上，水库控制流域面积4990km2,库容3.71亿n?。水库以灌溉发电为主，结合防洪，可引水灌溉高平、晋城、阳城、沁水四个县的土地，面积4.75万hn?,远期可发展到6.93万hm2o水库防洪标准为100年设计，1000年校
2、核。枢纽建筑物包括主坝、溢洪道、导流泄洪洞、灌溉发电洞及枢纽电站组成。根据工程规模及其在国民经济屮的作用，按SDJ12-78规范屮设计标准，水库枢纽属于大（二）型。主要建筑物按二级设计，辅助建筑物按三级设计，临时建筑物按四级设计。张峰水库溢洪道轴线布置于导流泄洪洞轴线左侧，两轴线基本平行，溢洪道总长355.5m,由引渠段、闸室控制段、泄槽段、挑流鼻坎段等组成，最大泄量为4000m'/s以上。2模型比尺的选择模型按重力相似准则设计，采用正态整体模型，根据试验任务、试验设备、场地及精度的要求，选定长度比尺人厶=80,相应各物理量比尺为：长丿艾比尺久〃=£—80流速比尺久$=久l/
3、2=8.94流量比尺人尸人严=52743.34糙率比尺亿=久严=2・076水流时间比尺At=Ai/Av=8・94模型范围包括溢洪道前库区200m,溢洪道全部和溢洪道下游挑坎后300m。3原方案与修改方案对比分析3.1原方案泄流能力分析原方案屮张峰水库溢洪道为正槽溢洪道，其屮引渠段长150n),底高程为748m,为喇叭口型扩散布置，闸室段长32m,闸墩厚2・5n),闸孔净宽12m,共四孔，溢流堰为无底坎宽顶堰，堰顶高程748.Om；闸室后泄槽净宽55.5m,其屮急流段底坡为1/60,陡坡段底坡为1/2.9,由抛物线y=0.017x+0.013/将急流段和陡坡段连接；挑流段长8.
4、583m,R弧半径12m,角23°，務坎顶高程705.5mo设计(P=l%)流量为1725m3/s,相应的库水位为760.47m；校核(P二0.05%)流量为4279m7s，相应的库水位为762.47mo经过试验发现，100年一遇洪水时，库水位为760.47m,无论是中间两孔闸门开启还是两侧闸门开启，相应的试验泄流屋均为1570m7s,比计算值1725m7s小155m3/s,约小8.98%o1000年一遇洪水时，库水位为762.47m,相应的试验泄量为4145m7s,比计算值4279m7s小134m3/s,约小3.13%。试验所得的溢洪道泄流能力不能满足计算的要求。通过分析，
5、认为主要是由于从库区到闸室的水头损失难以准确计算和喇叭口的引渠过长导致了试验值和计算值相差较大。在校核条件下，库区和引渠流态大体平稳，在局部地区水流流态复杂。由于受闸墩和左侧刺墙的影响，水流在闸室中形成菱形冲击波传到下游。在陡槽中水流有较大的折冲。在挑流鼻坎顶，水流受折冲水流的影响及下游河道水面的顶托，挑流水舌不均匀且左右摆动，水舌碰撞到左侧边墙后折向空屮。在设计条件下，当两侧孔开启时，闸室厉部分水流往中线方向流动，在中线处形成一个交汇点，随后扩散和折冲直到挑坎。当中间两孔开启时，部分水流在中墩后就形成交汇点，然后向下游扩散下泄；部分水流向两侧墙流动然后发生折冲，折冲水流汇合
6、到挑坎。各种运行方式下相应的起挑、收挑流量见表1。表1齐种运行方式下的起挑收挑流量(原方案)运行方式起挑流量/(m7s)收挑流*/(m7s)四孔全开6050两侧孔开9065两中孔开7055通过对原试验方案进行验证，原方案的溢洪道的体型设计不能满足设计的泄流能力。挑流段的挑角和反弧半径设计不合理，造成挑距偏小，水舌挑出后碰到左侧墙。3.2修改方案一泄流能力分析由于地质条件的原因，对溢洪道的位置及布置进行了调整：溢洪道往右岸方向平行移动了16.15m,闸室往溢洪道下游移动了33・45m,同时，对溢洪道的引渠段布置进行修改，由原方案的正向喇叭口进水修改为圆弧形弯道进水。引渠段长15
7、0m左右，溢流垠为无底坎宽顶垠，垠顶高程不变。闸室段长34m,闸孔净宽4mX12mo闸室后泄槽净宽55.5m,闸室通过曲线段(y=0.0131x2)与陡坡相连,陡坡底坡修改为1/2.5o挑流段加长为16.87m,反弧半径加大为20m,挑角加大为50°,鼻坎顶高程不变。挑流段后的布置与原方案相同。计算得到设计(P=l%)流量为1741m7s,相应的库水位为760.60m,校核(P=0.05%)流量为4376m7s,相应的库水位为762.68m。经过试验发现，100年一遇洪水时，库水位为760.60m,两中
