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【摘 要】本文将分析兴宁市上坑小型水库溢洪道设计中存在的问题，并且采取加固溢洪道整治措施，确保上坑小型水库溢洪道的安全有序运行。
【关键词】上坑小型水库；溢洪道设计；问题；策略
前言
随着我国经济的飞速发展，国家大量对水利基础设施投资建设。由于经济预算错误、技术经验少，对一些问题研究不够，使得一批批病态小水库建立，严重影响了水利工程运行安全和水库防洪兴利效益的有效发挥。近年来，发现水库出现的问题多数出在“三大件”中（即：主坝、溢洪道、输水涵），而溢洪道却是水库工程的关键组成部分。溢洪道起着排除水库存超蓄洪水的重要作用，水流通过明槽水流或者是自由溢流下泄，把水流中的大部分动能释放掉，使水库能够在汛期泄洪期间处于安全状态。否则溢流就会危及下游、周围堤坝、甚至大坝本身的完整。本文结合兴宁市上坑小型水库溢洪道设计中存在的问题进行认识讨论，并且通件分析、以及多方面的技术、施工等方面比选，提出有效合理的建设策略，起着借鉴参考的作用。
1 上坑小型水库概况
兴宁市现有水库工程143宗，其中大（二）型合水水库1宗，中型（温公、石壁、和山岩）水库3宗，小（一）型39宗，小（二）型100宗，总库容28023.37万立米，总集雨面积1284.05平方公里，设计灌溉面积22.18万亩，实际灌溉面积22.02万亩，共有灌溉渠道867条，长2489.3公里，均分布在我市17个镇1个街道办事处。担负着国防兴宁机场、广梅汕铁路兴宁段和60多万人口的防洪安全以及生产生活用水需要。对我市国民经济和工农业生产的发展，起着极其重要作用。
其中上坑水库位于兴宁市西北部的叶塘镇汤湖村，距兴城约23公里，距叶塘镇7.5公里， 经复查，水库集雨面积2.0平方公里，干流河长2.133公里，河流比降0.0266。水库由主坝、溢洪道和输水涵组成。现状最大坝高18.5米，坝顶高程68.50米（高程为假设），坝顶宽3.63米，坝顶长107.5米，死水位52.50米，相应库容1.7万立方米，正常水位（堰顶）64.33米，相应库容46.8万立米，迎水坡坡比1:2.06，背水坡坡比分别为1:2.09、1:2.445、1:1.66，溢洪道位于主坝左岸山体处，堰顶高程64.33米，堰顶为复式矩形断面，泄槽过流净宽2~2.6米，堰后接一级陡坡，陡坡斜长43.2米，平均坡度为1:2.92，陡坡末端未设消能设施。上坑水库是一座以防洪为主，结合灌溉、养殖的小㈡型水库。上坑水库建成以来，对叶塘镇内汤湖村的2000亩农田和沿岸经济作物的灌溉提供了可靠的水源保证，同时还解决了沿岸人民群众的日常生活用水和工矿企业用水，捍卫着下游居民5500人、耕地2500亩以及省道S226线、学校、通讯、电力等设施的安全，为该镇工农业生产发展和解决人民生活用水，保障人民的生命财产安全，振兴经济起到了极其重要的作用。
2 上坑小型水库溢洪道设计存在的问题
2.1 溢洪道为原山体开挖砌筑而成，为低标号浆石，经近50年运行，风化、破碎严重，底板凹凸不平，泄槽内淤积严重，植物滋生，收缩变得忽小忽大，对于泄流起着阻碍作用。在遇到溢洪道陡坡段布置发生异常后，就会被弯道流态、流势等各种因素干扰而出现变动，使得两岸出现水面差及下游衔接的平直段出现折冲水流现象，造成泄流的能力削弱。
2.2 溢洪道纵剖面坡度变化多。溢洪道纵剖面平均坡度为1:2.93，横断面宽窄不一，堰顶段为复式矩形断面，造成槽内水流紊乱，易对建筑物形成破坏。部分溢洪道被设置在非岩性的山坡之上，陡坡末端没有设消能防冲设施，其底部难以采取科学的反滤衬砌，一旦渗水后下泄水流直冲下游河床很容易出现滑坡现象，这就降低建筑结构的稳定性。
2.3 溢洪道的设计不合理。上坑小型水库没有从专业的角度研究，进行科学的设计方案，使得该水库的设计结果和方案没有很好的达到实际工程需要，给工程项目造成很大的隐患。
3 上坑小型水库溢洪道设计策略
上坑小型水库溢洪道问题的调整，应该从地形、地貌、环境、工程地质等相关因素考虑，才能进行一个合理的工程布局调整和复建。
3.1 上坑小型水库溢洪道合理地调整布局。在控制段将泄流保持在均衡状态，使得进口水流垂直于控制段的建筑物，并根据上坑小型水库具体的情况与泄流要求对宽顶堰或断面堰合理安排，而堰的宽度大小应该参照允许单宽流量进行调整。在引流段设计为喇叭口是最理想的，才能够使得引流能够顺利进行。对非岩基采取的最为普遍的方法是进行地段处理，才能够把消力池安置在末端處。在泄流段采取直线布置方法， 设计纵断面过程中采取用现实的地质为基础，并且对缓坡、陡坡或多级跃水等进行科学的选择，达到避免弯道和设置扭坡中发挥了重要的作用。
3.2 上坑小型水库溢洪道结构的计算。
一是水面曲线计算溢洪道水面曲线计算，采用广东省水利厅发布的“陡坡水面曲线DP-3（1993.9）GD”计算程序计算。溢洪道侧墙高度计算：溢洪道加固后，堰顶高程64.33米不变，泄槽为2.0m等宽矩形河槽，陡坡段为一级陡坡，坡度i1=1:3，斜长45.3米，根据P=0.2%的水面曲线，计算各段侧墙高度。
二是消力池水力计算陡坡末端宽度B=2.0米，下游河道衔接段为等宽矩形槽，十年一遇洪水时下游水深t=1.73米，利用电算程序“XL-1”（93.8GD）进行斜坡消力池水力计算，通过计算，选取消力池尺寸为：长×宽×深=14.2×2.0×1.75米。海漫长度计算式中： ，其中：q—消力池出口处的单宽流量，m3/s；H—上、下游水位差，m；k2—河床土质系数，风化硬土取6.0；结合现状地形，取海漫长度L=24.0米。
三是溢洪道侧墙结构计算因溢洪道各处水深不同，侧墙所需高度也不相同，根据溢洪道侧墙控制表，分别进行计算堰顶侧墙断面，陡坡段侧墙断面和消力池侧墙断面。墙后回填砂壤土，填土湿容重r土=1.9T/m3，浮容重r浮=1.0T/m3，地基承载力[R]=30T/m3，填土内摩擦角ф=21.5°，磨擦系数f=0.4，砼容重r砼=2.4T/m3，浆砌石容重r石=2.3T/m3，抗倾覆系数[k]=1.35，抗滑安全系数[kc]=1.05，取单位长度（m）进行计算。
参考文献：
[1]林俊昌. 陆丰市牛角牯水库溢洪道设计中几个值得注意的问题[J]. 科技资讯. 2010（26）
[2]刘韩生，李广来，安梦雄. 溢洪道空化特性试验研究[J]. 水力发电学报. 2010（06）
【关键词】上坑小型水库；溢洪道设计；问题；策略
前言
随着我国经济的飞速发展，国家大量对水利基础设施投资建设。由于经济预算错误、技术经验少，对一些问题研究不够，使得一批批病态小水库建立，严重影响了水利工程运行安全和水库防洪兴利效益的有效发挥。近年来，发现水库出现的问题多数出在“三大件”中（即：主坝、溢洪道、输水涵），而溢洪道却是水库工程的关键组成部分。溢洪道起着排除水库存超蓄洪水的重要作用，水流通过明槽水流或者是自由溢流下泄，把水流中的大部分动能释放掉，使水库能够在汛期泄洪期间处于安全状态。否则溢流就会危及下游、周围堤坝、甚至大坝本身的完整。本文结合兴宁市上坑小型水库溢洪道设计中存在的问题进行认识讨论，并且通件分析、以及多方面的技术、施工等方面比选，提出有效合理的建设策略，起着借鉴参考的作用。
1 上坑小型水库概况
兴宁市现有水库工程143宗，其中大（二）型合水水库1宗，中型（温公、石壁、和山岩）水库3宗，小（一）型39宗，小（二）型100宗，总库容28023.37万立米，总集雨面积1284.05平方公里，设计灌溉面积22.18万亩，实际灌溉面积22.02万亩，共有灌溉渠道867条，长2489.3公里，均分布在我市17个镇1个街道办事处。担负着国防兴宁机场、广梅汕铁路兴宁段和60多万人口的防洪安全以及生产生活用水需要。对我市国民经济和工农业生产的发展，起着极其重要作用。
其中上坑水库位于兴宁市西北部的叶塘镇汤湖村，距兴城约23公里，距叶塘镇7.5公里， 经复查，水库集雨面积2.0平方公里，干流河长2.133公里，河流比降0.0266。水库由主坝、溢洪道和输水涵组成。现状最大坝高18.5米，坝顶高程68.50米（高程为假设），坝顶宽3.63米，坝顶长107.5米，死水位52.50米，相应库容1.7万立方米，正常水位（堰顶）64.33米，相应库容46.8万立米，迎水坡坡比1:2.06，背水坡坡比分别为1:2.09、1:2.445、1:1.66，溢洪道位于主坝左岸山体处，堰顶高程64.33米，堰顶为复式矩形断面，泄槽过流净宽2~2.6米，堰后接一级陡坡，陡坡斜长43.2米，平均坡度为1:2.92，陡坡末端未设消能设施。上坑水库是一座以防洪为主，结合灌溉、养殖的小㈡型水库。上坑水库建成以来，对叶塘镇内汤湖村的2000亩农田和沿岸经济作物的灌溉提供了可靠的水源保证，同时还解决了沿岸人民群众的日常生活用水和工矿企业用水，捍卫着下游居民5500人、耕地2500亩以及省道S226线、学校、通讯、电力等设施的安全，为该镇工农业生产发展和解决人民生活用水，保障人民的生命财产安全，振兴经济起到了极其重要的作用。
2 上坑小型水库溢洪道设计存在的问题
2.1 溢洪道为原山体开挖砌筑而成，为低标号浆石，经近50年运行，风化、破碎严重，底板凹凸不平，泄槽内淤积严重，植物滋生，收缩变得忽小忽大，对于泄流起着阻碍作用。在遇到溢洪道陡坡段布置发生异常后，就会被弯道流态、流势等各种因素干扰而出现变动，使得两岸出现水面差及下游衔接的平直段出现折冲水流现象，造成泄流的能力削弱。
2.2 溢洪道纵剖面坡度变化多。溢洪道纵剖面平均坡度为1:2.93，横断面宽窄不一，堰顶段为复式矩形断面，造成槽内水流紊乱，易对建筑物形成破坏。部分溢洪道被设置在非岩性的山坡之上，陡坡末端没有设消能防冲设施，其底部难以采取科学的反滤衬砌，一旦渗水后下泄水流直冲下游河床很容易出现滑坡现象，这就降低建筑结构的稳定性。
2.3 溢洪道的设计不合理。上坑小型水库没有从专业的角度研究，进行科学的设计方案，使得该水库的设计结果和方案没有很好的达到实际工程需要，给工程项目造成很大的隐患。
3 上坑小型水库溢洪道设计策略
上坑小型水库溢洪道问题的调整，应该从地形、地貌、环境、工程地质等相关因素考虑，才能进行一个合理的工程布局调整和复建。
3.1 上坑小型水库溢洪道合理地调整布局。在控制段将泄流保持在均衡状态，使得进口水流垂直于控制段的建筑物，并根据上坑小型水库具体的情况与泄流要求对宽顶堰或断面堰合理安排，而堰的宽度大小应该参照允许单宽流量进行调整。在引流段设计为喇叭口是最理想的，才能够使得引流能够顺利进行。对非岩基采取的最为普遍的方法是进行地段处理，才能够把消力池安置在末端處。在泄流段采取直线布置方法， 设计纵断面过程中采取用现实的地质为基础，并且对缓坡、陡坡或多级跃水等进行科学的选择，达到避免弯道和设置扭坡中发挥了重要的作用。
3.2 上坑小型水库溢洪道结构的计算。
一是水面曲线计算溢洪道水面曲线计算，采用广东省水利厅发布的“陡坡水面曲线DP-3（1993.9）GD”计算程序计算。溢洪道侧墙高度计算：溢洪道加固后，堰顶高程64.33米不变，泄槽为2.0m等宽矩形河槽，陡坡段为一级陡坡，坡度i1=1:3，斜长45.3米，根据P=0.2%的水面曲线，计算各段侧墙高度。
二是消力池水力计算陡坡末端宽度B=2.0米，下游河道衔接段为等宽矩形槽，十年一遇洪水时下游水深t=1.73米，利用电算程序“XL-1”（93.8GD）进行斜坡消力池水力计算，通过计算，选取消力池尺寸为：长×宽×深=14.2×2.0×1.75米。海漫长度计算式中： ，其中：q—消力池出口处的单宽流量，m3/s；H—上、下游水位差，m；k2—河床土质系数，风化硬土取6.0；结合现状地形，取海漫长度L=24.0米。
三是溢洪道侧墙结构计算因溢洪道各处水深不同，侧墙所需高度也不相同，根据溢洪道侧墙控制表，分别进行计算堰顶侧墙断面，陡坡段侧墙断面和消力池侧墙断面。墙后回填砂壤土，填土湿容重r土=1.9T/m3，浮容重r浮=1.0T/m3，地基承载力[R]=30T/m3，填土内摩擦角ф=21.5°，磨擦系数f=0.4，砼容重r砼=2.4T/m3，浆砌石容重r石=2.3T/m3，抗倾覆系数[k]=1.35，抗滑安全系数[kc]=1.05，取单位长度（m）进行计算。
参考文献：
[1]林俊昌. 陆丰市牛角牯水库溢洪道设计中几个值得注意的问题[J]. 科技资讯. 2010（26）
[2]刘韩生，李广来，安梦雄. 溢洪道空化特性试验研究[J]. 水力发电学报. 2010（06）