河源市源城区七礤水库溢洪道消能试验研究

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1、河源市源城区七礤水库溢洪道消能试验研究钟勇明，黄智敏，陈卓英，何小惠（广东省水利水电科学研究院，广州，510610）摘要：针对七礤水库溢洪道下游地形特殊性以及由此带来的下游消能问题，通过多方案的试验研究，提出适合工程实际的“差动式挑流鼻坎”的消能方案，较好地减轻了溢洪道下游的消能防冲问题。关键词：溢洪道；差动式挑流鼻坎；消能；试验研究1工程概况七礤水库位于广东省河源市中南部的七礤河中上游七礤谷口，距河源市区约9km。七礤水库是一座以防洪灌溉为主结合发电的中型水库，工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，

2、库区地震基本烈度为Ⅳ度。水库由大坝、溢洪道、输水涵管、坝后电站等主要建筑物组成（见图1）。由于历史条件等原因，工程存在着安全隐患问题。根据《广东省河源市源城区七礤水库除险加固[1]工程可行性研究报告》，溢洪道存在以下问题：（1）溢洪道进口段为浆砌石结构，右侧挡土墙靠近大坝部分有较大变形；（2）溢洪道边墩、中墩除底部为砼结构外，其余均为砌体结构，四周用砼预制砖砌筑，中间用浆砌石填充，结构整体性较差，中墩靠近下游侧，已发现两处垂直水流方向的裂缝；（3）溢洪道陡槽段部分表面出现裂缝，砼剥落；（4）溢洪道挑流

3、鼻坎冲刷坑岸墙及下游连接段护坡已被冲垮500m；（5）启闭机室天面及地板和工作桥梁板有明显裂缝；（6）溢洪道陡槽段底板排水设施基本失效，底板有多处出逸点；（7）溢洪道缺少必要的安全监测设备；（8）闸门支臂较单薄，存在安全隐患；（9）启闭机老化、锈蚀严重，在低水位开闸时，启闭机室有较大震动。因此，溢洪道需重建。根据设计资料，溢洪道设计洪水频率为100年一遇（P=1%），相应泄洪流量Q=700.2m3/s；校核洪水频率为2000年一遇（P=0.05%），相应泄洪流量Q=894.3m3/s。89.889.4

4、88.86474.55.56364.0.6886.462.664.7561.664.478763.2.26459.28636185.68.808680.8516406.60.58679.36352.4.36.16.0.563.1455.72.27064537575.77563.2.1.627.509455106363.3.0.6251.201.579库区5154.7.52561868686636351.951.128687.9.24.21.52.247.7.7.1478086656356.151.68

5、7.1.2.16160.1229.476861585853775.96.6763.158.8.3.0.6884.3638.975356576186.2.6857.1661.886.7658..4818687873958.0.7.7.98.225855487.8586175.23593.356.2.887.0758.27.19.357.6216591.25525958.9.40.1435159.48186.15956.5.23.1.38075.8381868746.25.1.1858763.255.65

6、5.88686.1581..7558042.3952.555.75520.3255.2355.0454.8852.085454.9.39354.715454.254.58.86254.4655.22单位：m图1七礤水库溢洪道平面布置图1392设计方案试验成果2.1工程设计方案溢洪道设于大坝左侧，除险加固初设阶段将溢流控制段由曲线型实用堰修改为驼峰堰，堰顶高程78.1m；闸室分为两孔，每孔净宽10m，各设10m×5.5m平板钢闸门，中墩宽2.0m，墩顶高程86.0m；闸室末端接1:5陡槽段，陡槽段水平投

7、影长为74.62m；陡槽段末端接挑流鼻坎，其反弧半径15.0m，挑射角13.94°，鼻坎出口断面高程为60.0m（见图2）。102221010101874.626.56R(a)溢洪道平面图84.8.84878.1R2375.89.76.062R18驼峰堰大样图单位：m13.94°11.31°(b)溢洪道纵剖面图图2七礤水库溢洪道设计方案体型布置图图3设计方案溢洪道下游河道流态和流速分布图2.2试验成果试验表明：（1）在各级洪水流量泄流时，溢洪道上游进口入流及溢洪道陡槽的泄流较平顺，泄流顺溢洪道往下游挑

8、射。（2）鼻坎的挑射水舌进入下游河床后，水舌撞击下游河床，对下游河O床产生强烈的冲刷。由于下游河道轴线与溢洪道中心线呈约45的夹角，挑射水舌对下游河道左岸坡拐角处（见图3的A区域）产生强烈的冲刷，该区域河岸坡产生崩塌，同时，受该区域河道140拐弯和顶冲的影响，水流壅高拐弯跌向下游，并在溢洪道鼻坎下游左、右两岸形成较明显的回流区(见图3)。（3）在洪水频率P=3.33%～0.05%流量泄流时，测试的冲刷坑底高程约为30.0～27.0m，冲刷坑底至鼻坎出口断