浅谈小型水库溢洪道设计中存在的问题及应对措施

寇传和

摘 要：溢洪道设计在小型水库的建设中意义重大，关系到水库的造价、安全及运行状况。本文首先通过调研某市小型水库中存在的安全问题，分析并总结出目前小型水库中的溢洪道设计中存在的问题并给出相应的应对措施。

关键词：溢洪道设计；水库；问题；应对措施

溢洪道设计目的为排除水库中超蓄洪水，为最常见的水利工程建筑之一，对保障水库的安全意义重大。作用为确保大坝安全、防止水漫堤顶、宣泄洪水等，使水库能够在汛期、泄洪期能够处于可靠的安全状态。溢洪道的设计不仅对工程造价有影响（小型水库中占25%-30%），对水库的正常运行也影响重大。从整个水利工程状况来看，溢洪道设计的优劣对水库安全状况有着直接的影响。

1 调研概况

市水库总数为208座，其中38座小（一）型水库，占总数的18.27%，170座小（二）型水库，占总数的81.73%。勘察所有水库时重点详细检查并分析水库中出现的各种安全问题，并总结出小型水库中存在的问题及其相应的修整方法。研究结果可见该市共存在54座险库和43座病库。对于水库中存在的大量问题应予以重视，详细分析其原因，并给出相应的应对措施。不然水利工程不但不能发挥其应有作用，还可能引发安全事故。因此，溢洪道的设计与检查至关重要，调研结果显示许多小型水库的溢洪道设计存在问题，现将问题总结如下。

2 小型水库溢洪道设计中的常见问题

2.1 溢洪道的进出口和坝身间相隔的距离太短

对各水库的检查过程中发现许多水库的溢洪道的进出口和坝身之间的间距存在一些问题，大多为间隔过短，溢洪道和坝肩仅用简单的山脊相隔离。若进口段未采取足够的保护措施（特别是护砌措施），那么泄洪后则可能引起冲刷而危害到坝肩的安全。

2.2 溢洪道设计的尺寸太小

小型水库设计过程中应充分考虑工程资金的消耗，且需达到建筑工程设计的标准，因为在设计标准和资金限额的压力下，许多设计工程师会选择改小尺寸，这将导致参考洪量和洪峰等数据将出现异常变化。溢洪道的尺寸设计也相应减小，尤其是在建筑岩体发生风化坍落之后，将大大增加泄洪渠淤积的几率，影响到水库的正常泄流。

2.3 溢洪道的平面弯曲半径的大小不够稳定

溢洪道的设计中，平面弯道的半径为一较为隐蔽的不稳定因素，随时间的推移其收缩出现忽大忽小的情况，影响到泄流的正常运行。在溢洪道的陡坡段出现异常后可能因弯道流势、流态等干扰而发生变动，而引起两岸出现水面差，引发凹岸水面壅高，易使得下游的平直段内引发折冲水流，降低泄流能力。

2.4 水力设计的方法不够合理

水利设计者没能从专业的设计角度出发进行溢洪道的设计，设计出科学合理的实施方案，而使得设计方案与设计结果未能满足实际工程需要，不合理的水利设计将严重阻碍到工程项目。

2.5 溢洪道的陡坡比降过大

此类问题时溢洪道的设计中非常重要的问题之一，一些溢洪道的陡坡部分设置于非岩性的山坡上，陡坡底部难以进行科学合理的反滤衬砌，因此可能引发渗水而出现滑坡，极大的影响到建筑的稳定性。

3 应对措施

3.1 溢洪道设计时科学合理的调整布局

小型水库溢洪道工程设计过程中，应实事求是，充分考虑水利工程当地的环境、地貌、地形等特征因素。从而适当的调整整个水利工程布局，以确保设计结果能够符合标准要求。

3.1.1 控制段

设计时应使泄流保持在平衡状态，使进出口的水流与控制端建筑物相垂直，结合泄流要求与工程实际情况，合理安排断面堰或宽顶堰，且需根据允许单宽流量调整堰宽度和大小。

3.1.2 引流段

为了便于引流的顺利进行，设计时常将其作为喇叭口，且应尽量控制住其损失大小，以确保长度处于有效状态。

3.1.3 消能工

在溢洪道的末端跃流或多级跃水时应确保泄流方向与坝脚相距100米以上。对于非岩基来说，最常用的方式为地段处理，并将消力池安放于末端。若泄流量较小，则可采用消力坎方式来进行。若出现远驱式水跃现象，应从多个角度来避免冲刷现象的发生，此时可使用差动式消力坎方式来进行。若溢洪道尾端有较陡边坎德存在，应采取挑射消能的方式进行，也是最常用与最有效的方式。

3.1.4 泄流段

此段常使用直线布置的方案，利于设置扭坡和避免弯道。纵断面的设计中应以实际地质为出发点，对多级跃水、缓坡或陡坡等情况进行科学合理的选择。

3.2 各结构的计算

3.2.1 消力池的底板厚度应符合抗浮标准

地板周边边界具有约束作用而易于出现滑动现象，因而需进行合理的抗浮措施。抗浮力方式为对底板的水重和浮重进行计算，若抗浮安全系数大于或等于1.3～1.5，则表示安全。

3.2.2 陡坡护砌的厚度应符合滑动安全的标准

一般来说，抗滑安全系数大于或等于1.3～1.5，则表示安全。

3.2.3 挑流鼻坎尺寸应符合各种稳定要求

结合力学的方法进行计算，在计算过程中应选择正确合理的计算工时，确保水利计算和工程特性相符合。抗倾的安全系数大于或等于1.5，抗滑的安全系数大于或等于1.3-1.5。计算合力，并确保最大应力与最小应力的比值小于等于≤3～5，以免出现沉陷。

4 结语

总之，目前小型水库的溢洪道设计中还存在一些问题，对水库自身的安全及其功能影响重大，因而应针对这些问题采取相应的处理措施，以确保水利工程能够充分发挥其功能作用，并处理好水文资料和地质构造以便拟定相应的处理方案，确保水利工程能够高效发挥其功能。

参考文献

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