1 前言
溢洪道是水庫樞紐的主要建筑物之一， 它承擔著宣泄洪水、保護工程安全的重要作用。 在進行工程加固以及結構改造過程中，對于溢洪道的布局進行合理設計與調整，最大程度地保證了水庫汛期運行的安全性與可靠性，是工程設計的重點。
2 溢洪道布置基本要求
溢洪道設計應符合 SL253-2000（ 或 DL/T5166-2002）《溢洪道設計規范》的要求。 河岸式溢洪道布置可包括進水渠、控制段、泄槽、消能防沖設施及出水渠。 溢洪道的布置應根據地形、地質、工程特點、樞紐布置、壩型、施工及運用條件、經濟指標等綜合因素進行全面考慮。 溢洪道布置應結合樞紐總體布置全面考慮，避免泄洪、發電、航運及灌溉等建筑物在布置上的相互干擾。 溢洪道的泄量、溢流前緣總寬度及堰頂（或閘底板）高程等應根據的因素通過技術經濟比較選定。 當設有正常、非常溢洪道時，正常溢洪道的泄洪能力，不應小于設計洪水標準下所要求的泄量。 正常溢洪道在布置和運用上可分為主、副溢洪道，應根據地形，地質條件、樞紐布置、壩型、洪水特性及對下游的影響等因素研究確定。 溢洪道的位置應選擇有利的地形和地質條件布置在岸邊或埡口，并宜避免開挖而形成高邊坡。 溢洪道應布置在穩定的地基上，并應充分注意建庫后水文地質條件的變化對建筑物及邊坡穩定的不利影響。 溢洪道進、出口的布置，應使水流順暢，溢洪道軸線宜取直線，如需轉彎時，宜在進水渠或出水渠段內設置彎道。 當溢洪道靠近壩肩布置時，其布置及泄流不得影響壩肩及岸坡的穩定。 在土石壩樞紐中，當溢洪道靠近壩肩時，與大壩連接的接頭、導墻、泄槽邊墻等必須安全可靠。溢洪道的閘門啟閉設備及基礎抽排水設備， 應設置備用電源，保證供電可靠。
3 水庫溢洪道泄洪安全的設計
3.1 進口段
進水渠道口布置應因地制宜，使水流平順入渠，體型宜簡單。 當進口布置在壩肩時，靠壩一側應設置順應水流的曲面導水墻，靠山一側可開挖或襯護成規則曲面。 當進口布置在埡口面臨水庫時，宜布置成對稱或基本對稱的喇叭口形式。
如果在建設溢洪道時要受地形因素的限制，必須在段內設置彎道。 這條彎道一定要盡量平緩，并且在上下游銜接處與出口處遠離壩尾，以免沖刷。 溢洪道的壩面一般都成四邊形和梯形，當水流速度<1~2s/h,砌護墻是可以不用的。 但如果她與附近的建筑物在一定范圍上是連接的話，就要相應的切戶一定的長度，如果有彎道則要加強兩旁的切和厚度。 進水渠的直立式導墻的平面弧線曲率半徑不宜小于 2 倍渠道底寬。 導墻順水流方向的長度宜大于堰前水深的 2 倍，導墻墻頂高程應高于泄洪時最高庫水位。
3.2 控制段
要使得洪水期間泄流段的水流速度均勻，就要使進口的水流與建筑物呈垂直狀態，也可根據地形條件和洪水泄流的需要設置相應的控制斷面，并要按照斷面的寬度選定洪流值。 除了在小型水庫的進水口處設置水流的引流外，一般的水庫溢洪道的寬度也≤3h. 因為堰口與上、下游的引流處采用的是變化鏈接，所以為了使水流平穩≤的收縮角最好是≤12 度為最佳。 如果，它的斷面比較寬，那么它的布設間距在 10~15m 為宜。
3.3 泄槽
在選擇泄槽軸線時，宜采用直線。 當必須設置彎道時，彎道宜設置在流速較小、水流比較平穩、底坡較緩且無變化的部位。 泄槽在平面上設置彎道時，宜滿足下列要求，泄量大、流速高的泄槽，彎道參數宜通過水工模型試驗確定。 泄槽的縱坡、 平面及橫斷面布置，應根據地形、地質條件及水力條件等進行經濟技術比較確定。
3.4 消能段
溢洪道消能防沖設施的型式應根據地形、地質條件、泄流條件、運行方式、下游水深及河床抗沖能力、消能防沖要求、下游水流銜接及對其它建筑物影響等因素，通過技術經濟比較選定。 河岸式溢洪道可采用挑流消能或底流消能，亦可采用面流、戽流或其它消能型式。
選定的消能設施，應保證在宣泄消能防沖設計洪水流量及以下各級流量，尤其是在宣泄常遇洪水時消能效果良好，結構可靠，并能防空蝕、抗磨損和抗凍害，必要時可采用相應措施。淹沒于水下的消能工宜考慮檢修條件。
3.5 出水渠
當溢洪道下泄水流經消能后不能直接泄入河道而造成危害時，應設置出水渠。 選擇出水渠線路應經濟合理，其軸線方向應順應下游河勢。 出水渠寬度應使水流不過分集中，并應防止折沖水流對河岸有危害性的沖刷。
4 水庫溢洪道水力計算
為了使工程特征與水利計算相一致，所以在工程建設過程中的計算公式運算是非常重要的。（1）進口段的水力計算模式。這個部分可以采用查爾諾門斯基方法，就是從下游得控制面向上游的控制斷面反推求水面曲線的方法。 并且，在進口段處要先計算水位的高度， 這樣才能正確的計算泄洪時水庫的水位。（2）控制斷匯流量統計模式。 根據益洪道進口段的水力計算的計算方法，選用正確的流量系數使其選用的控制段坡形一致。 （3）陡坡、急流段的水力計算模式。 其實推算急流段水面的曲線方法非常的多，例如：在溢洪道的陡槽底處，如果底寬是隨時變換的，那么就可以采用 b2 型的降水曲線模式或運用進口水段的查爾諾門斯基方法。 如果它的底寬是運用查爾諾門斯基方法算的，就要對各個段落進行詳細的分解。 （4）消能工具的水力計算模式。 在計算溢洪道的底流式的消能設備時，可以采用巴什基洛娃圖表計算。 由于這種消能的計算方法非常的明顯，步驟與計算的目標也非常的明確、詳細，所以它又能在精度被保證的情況下，節省計算的時間，一舉兩得。 但是，在建設溢洪道時，往往選定消費設備都是尺寸稍微大一些的， 所以想要得到準確的小型水庫的水利消能結果，就要通過模型的方式加以試驗，從而得到驗證后的結果。
5 結語
綜上所述，溢洪道是水庫樞紐中的重要建筑物，除險加固水庫溢洪道工程可以解決水庫運行安全的隱患。 因此，要合理加固方案設計，并要具備有效的施工技術，以做好水庫溢洪道除險加固的工作，為確保水庫發揮最大效益、保障當地的防洪安全和經濟發展起重要的作用。
參考文獻
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