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[摘 要]中小型水库溢洪道是防止洪水泄露、溢出的关键。中小型水库溢洪道结构的设计合理与否，对整个工程项目的实用性、安全性以及稳定性起着非常重要的作用，还影响向着中小型水库溢洪道结构设计意图能否实现、施工项目的价值能否实现，还影响到整个工程的造价问题。本文着重探讨目前中小型水库溢洪道存在的一些问题，并从规划布局、水力计算等方面详细阐述了具有针对性的解决策略。
[关键词]小型水库 水力计算 溢洪道
中图分类号：TU25 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）43-0179-01
1.目前中小型水库溢洪道存在的问题
1.1洪水期间常出现的问题
溢洪道是保证水库安全的重要设施，尤其是洪水期间的作用是非常明显的。小型水库因工程设施的不完善，造价方面受限制，在设计洪水的标准上一般偏低，选用洪水的数据也偏小，因此在工程设计溢洪道的尺寸上也略小。因常年的受风体和水体浸泡，周围的岩石也风化严重，导致泄洪能力不足，造成在洪水期间的不安全隐患。在工程实际施工中，部分工程设计的溢洪道未正确进行布置，造成溢洪道进出口段离坝身太近，未对进口段实施有效的护砌，导致在泄洪时易出现冲蚀现象，这会严重危及到坝肩安全。
1.2溢洪道陡坡比降过陡
陡坡比降过大对于溢洪道设计是极为重要的问题。部分溢洪道被设置在菲岩性的山坡之上，其底部难以采取科学的反滤衬砌，一旦渗水后很容易出现滑坡现象，这会大大降低建筑结构的稳定性。
1.3水库溢洪道工程设计方法不完善
因小型水库的溢洪道平面或剖面设计不当就会使溢洪道的陡坡设计问题突出。有些溢洪道的布置是非由坡性的，在偏颇的底部也没有做反滤的砌护，所以就会出现严重的渗水现象，造成滑坡，直接影响水库溢洪道的稳定性还有些是因为在设计时不够注意，坡的薄后不均，使得稳定性不能被满足，造成塌方和滑坡现象是泄洪的能力下降，造成冲刷力量过大。
1.4平面弯道出现问题
因平面弯道半径施正难度较大，施工效果经常无法达到设计要求，常出现的问题为半径过度收缩或因平面弯道半径施工难度较大，施工效果经常无法达到设计要求，常出现的问题为半径过度收缩或过度伸展，若弯道正好在溢洪道的陡坡段时，流态和流势变化急剧，凹岸水面就会相对较高，造成下游衔接的平直段折冲水流的形成，直接降低泄洪能力。
1.5水库溢洪道的布置和设计上常现的问题
在小型水库的工程位置布置上，溢洪道的设计往往离坝身的进出目太近，坝肩与溢洪道之间的距离也比较单薄。进口处也没有护砌，所以一旦发生冲蚀的泄洪现象，坝肩则是不太安全的。另外在小型水库的溢洪道设计上，平面的弯道过大，并且收缩性太猛，在洪水期间对泄洪的现象非常不利，而且一般的小型水库溢洪道布置的弯道一般在比较陡的下坡处。因不断变化的水流流式和流态，造成两岸的水面差距很大，这时在水库凹岸上的水面就会增高，并且直直地向下流冲去。导致延平直段内常出现水流的拆冲现象，大大的影响了泄洪的能力和效果。并且因水库的缓流处和陡坡处的收缩过于剧烈，也会出现比较强烈的流态变化，对溢洪道的周围砌面造成巨大的冲击，这就使得建设师们有些为难，因为小型水库的资金投入是比较受限制的，如果砌护砌的较高，资金投人就比较大，反之就会影响水库泄洪的安全。
2.中小型水库溢洪道结构设计的水力计算
中小型水库溢洪道结构设计的水力计算主要有引流段水力计算控制段汇流计算、泄流段陡槽水力计算、消能设施水力计算、侧槽段水力计算。引流段水力计算的方式为求水面曲线方法或者查尔诺门斯基方法，它是通过控制断面上游形成的反推计算岀来。为了保证计算出来的泄洪库水位是正确的，就需要计算出引流段的进口处水位较高；控制段汇流计算是通过我国颁布的计算方法来进行的，它需要注意的是流里系数的正确选用和堰型的选用一致；泄流段陡槽水力计算有很多种，当陡槽底部完全不变时，就采用我国颁布的查尔诺门斯基方法我国布的查氏方法；消能设施水力计算采用AC巴什基洛娃方法，这是因AC巴什基洛娃方法的计算步骤省时、详细、明确及精度强，在选定消能尺寸要留有中型水库水力计算、模型试验、实验验证的余地侧槽段水力计算，是通过能量关系或者水流动量来进行的水面曲线计算，侧槽段水力计算一般采用哈丁方法，这是因为哈丁方法简单。
2.1引流段的水力计算
引流段的水力计算可采取自下游控制断面向主游反推求水面曲线的方法进行，引流段进囗处端须先计算水位雍高，才能求得泄洪时的正确水位。
2.2控制段的汇流计算
可根据《溢流堰水力计算设计规范》规定的方法计算，同时正确选用流量系数时并使其与选用的堰型相一致。
2.3泄流段陡槽水力计算
推求陡槽段水面曲线的方法较多，如陡槽底宽固定不变时，可采用BⅡ型降水曲线或用查尔诺门斯基方法计算；对底宽渐变的陡槽段则可用查氏方法分段详算。
3.规划布局
在设计中小型水库的溢洪道工程过程中，应该坚持实事求是的原则，充分考虑到工程所在地的地形、地貌、环境等相关因素。从而对整个工程布局进行适当的调整，以保证设计结果达到标准要求。
3.1引流段（近口段）
为引流平顺其进门形状最好做成唤叭口，为减小损失其长度不宣过长。如因地形所限必在该段内设置弯道时，则应使弯曲段尽量平缓外，还应使弯道与下游接段和出口段尽量远离成坝脚，以免冲坏坝脚。引流段截面般选用梯形或矩形，当1流速≤1～2时可不砌护，但与坝端邻近和紧接控制建筑物的范围内应砌护定长度，同时在弯道两侧的凹岸亦应砌护，如为坚硬的岩基则可不考虑。
3.2控制段（堰流段）
为使泄流均匀，可使近口水流垂直于控制段建筑物：根据地形条件和泄流需要必需设置宽顶堰或实用断面堰，堰宽度可按允许单宽流量选定，岩基上单宽流量为40～70m/s，非岩基上为20～40m/s。除口段设有引流段外，一般应使堰顶宽度≤3h堰（h堰为堰上水头，单位m）；为使水流平顺，堰口与其上游引流段可采用渐变段连接，其收缩角以12左右为宜。如堰体较宽则应在去其横向设置温度缝与沉陷缝，其间距可按10～15m布置。
3.3泄流段（陡坡、急流段）
该段平面均采用直线布置，并尽量避免弯道和设置扭坡顺引流的急骤变化甚至产生负压：其纵断面设计应因地制宜地根据地形、地质而选用缓坡陡坡或多级跃水等多种形式：陡坡段应采用均比降：因泄水段流速很高，故应尽量布置在基上，如为非岩基则该段衬砌厚度应按允许流速与地质条件选择进行设计，一般浆砌距石用0.51，0m，混凝0.2-0.5m，钢筋混凝士0.15-0.3m（砼山与钢筋砼基部还应设0.3～0.5m厚的浆砌石底砌护），其坡度一般以≤1/2.5为宜。新鲜岩基上的泄水道，可不砌护；：如为松软风化岩石仍须用0.3～0.5m的浆砌石或0.2m厚的砼作砌护，并加设锚固筋；如需大面积砼衬砌则应按地质情况，结合温度变化布置伸缩缝和沉陷缝、两侧边坡可仅设横缝，底部则应设纵横缝，间料；考虑高速水流棒气的特点，边坡的砌护高度应有适当超高。
3.4侧槽段（指侧堰深槽式溢洪道）
该段布置应垂直于来水流向，其长度可根据等高线向上游延伸，水流特点是侧向进流，纵向泄流。側堰与深槽连接的渐变过渡段，其收縮角应控制在12。左右，其长废一般为槽内水深的3～5倍，其主要作用是避免槽内波动和横向旋滚的水流直接进入陡坡段。
4.结束语
小型水库溢洪道的作用不容忽视在除险加固工程中，应因地制宜，采用科学的方法对溢洪道进行合理设计，保证溢洪道本身及水库工程安全经济可行。
参考文献
[1]于士勇.孟祥林.溢洪道整治研究[J].吉林水利.2011（12）.
作者介绍
邢俭，1987年5月，男，满族，专科，助理工程师。
郝顺荣，1966年2月，女，汉族，专科，助理工程师。
[关键词]小型水库 水力计算 溢洪道
中图分类号：TU25 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）43-0179-01
1.目前中小型水库溢洪道存在的问题
1.1洪水期间常出现的问题
溢洪道是保证水库安全的重要设施，尤其是洪水期间的作用是非常明显的。小型水库因工程设施的不完善，造价方面受限制，在设计洪水的标准上一般偏低，选用洪水的数据也偏小，因此在工程设计溢洪道的尺寸上也略小。因常年的受风体和水体浸泡，周围的岩石也风化严重，导致泄洪能力不足，造成在洪水期间的不安全隐患。在工程实际施工中，部分工程设计的溢洪道未正确进行布置，造成溢洪道进出口段离坝身太近，未对进口段实施有效的护砌，导致在泄洪时易出现冲蚀现象，这会严重危及到坝肩安全。
1.2溢洪道陡坡比降过陡
陡坡比降过大对于溢洪道设计是极为重要的问题。部分溢洪道被设置在菲岩性的山坡之上，其底部难以采取科学的反滤衬砌，一旦渗水后很容易出现滑坡现象，这会大大降低建筑结构的稳定性。
1.3水库溢洪道工程设计方法不完善
因小型水库的溢洪道平面或剖面设计不当就会使溢洪道的陡坡设计问题突出。有些溢洪道的布置是非由坡性的，在偏颇的底部也没有做反滤的砌护，所以就会出现严重的渗水现象，造成滑坡，直接影响水库溢洪道的稳定性还有些是因为在设计时不够注意，坡的薄后不均，使得稳定性不能被满足，造成塌方和滑坡现象是泄洪的能力下降，造成冲刷力量过大。
1.4平面弯道出现问题
因平面弯道半径施正难度较大，施工效果经常无法达到设计要求，常出现的问题为半径过度收缩或因平面弯道半径施工难度较大，施工效果经常无法达到设计要求，常出现的问题为半径过度收缩或过度伸展，若弯道正好在溢洪道的陡坡段时，流态和流势变化急剧，凹岸水面就会相对较高，造成下游衔接的平直段折冲水流的形成，直接降低泄洪能力。
1.5水库溢洪道的布置和设计上常现的问题
在小型水库的工程位置布置上，溢洪道的设计往往离坝身的进出目太近，坝肩与溢洪道之间的距离也比较单薄。进口处也没有护砌，所以一旦发生冲蚀的泄洪现象，坝肩则是不太安全的。另外在小型水库的溢洪道设计上，平面的弯道过大，并且收缩性太猛，在洪水期间对泄洪的现象非常不利，而且一般的小型水库溢洪道布置的弯道一般在比较陡的下坡处。因不断变化的水流流式和流态，造成两岸的水面差距很大，这时在水库凹岸上的水面就会增高，并且直直地向下流冲去。导致延平直段内常出现水流的拆冲现象，大大的影响了泄洪的能力和效果。并且因水库的缓流处和陡坡处的收缩过于剧烈，也会出现比较强烈的流态变化，对溢洪道的周围砌面造成巨大的冲击，这就使得建设师们有些为难，因为小型水库的资金投入是比较受限制的，如果砌护砌的较高，资金投人就比较大，反之就会影响水库泄洪的安全。
2.中小型水库溢洪道结构设计的水力计算
中小型水库溢洪道结构设计的水力计算主要有引流段水力计算控制段汇流计算、泄流段陡槽水力计算、消能设施水力计算、侧槽段水力计算。引流段水力计算的方式为求水面曲线方法或者查尔诺门斯基方法，它是通过控制断面上游形成的反推计算岀来。为了保证计算出来的泄洪库水位是正确的，就需要计算出引流段的进口处水位较高；控制段汇流计算是通过我国颁布的计算方法来进行的，它需要注意的是流里系数的正确选用和堰型的选用一致；泄流段陡槽水力计算有很多种，当陡槽底部完全不变时，就采用我国颁布的查尔诺门斯基方法我国布的查氏方法；消能设施水力计算采用AC巴什基洛娃方法，这是因AC巴什基洛娃方法的计算步骤省时、详细、明确及精度强，在选定消能尺寸要留有中型水库水力计算、模型试验、实验验证的余地侧槽段水力计算，是通过能量关系或者水流动量来进行的水面曲线计算，侧槽段水力计算一般采用哈丁方法，这是因为哈丁方法简单。
2.1引流段的水力计算
引流段的水力计算可采取自下游控制断面向主游反推求水面曲线的方法进行，引流段进囗处端须先计算水位雍高，才能求得泄洪时的正确水位。
2.2控制段的汇流计算
可根据《溢流堰水力计算设计规范》规定的方法计算，同时正确选用流量系数时并使其与选用的堰型相一致。
2.3泄流段陡槽水力计算
推求陡槽段水面曲线的方法较多，如陡槽底宽固定不变时，可采用BⅡ型降水曲线或用查尔诺门斯基方法计算；对底宽渐变的陡槽段则可用查氏方法分段详算。
3.规划布局
在设计中小型水库的溢洪道工程过程中，应该坚持实事求是的原则，充分考虑到工程所在地的地形、地貌、环境等相关因素。从而对整个工程布局进行适当的调整，以保证设计结果达到标准要求。
3.1引流段（近口段）
为引流平顺其进门形状最好做成唤叭口，为减小损失其长度不宣过长。如因地形所限必在该段内设置弯道时，则应使弯曲段尽量平缓外，还应使弯道与下游接段和出口段尽量远离成坝脚，以免冲坏坝脚。引流段截面般选用梯形或矩形，当1流速≤1～2时可不砌护，但与坝端邻近和紧接控制建筑物的范围内应砌护定长度，同时在弯道两侧的凹岸亦应砌护，如为坚硬的岩基则可不考虑。
3.2控制段（堰流段）
为使泄流均匀，可使近口水流垂直于控制段建筑物：根据地形条件和泄流需要必需设置宽顶堰或实用断面堰，堰宽度可按允许单宽流量选定，岩基上单宽流量为40～70m/s，非岩基上为20～40m/s。除口段设有引流段外，一般应使堰顶宽度≤3h堰（h堰为堰上水头，单位m）；为使水流平顺，堰口与其上游引流段可采用渐变段连接，其收缩角以12左右为宜。如堰体较宽则应在去其横向设置温度缝与沉陷缝，其间距可按10～15m布置。
3.3泄流段（陡坡、急流段）
该段平面均采用直线布置，并尽量避免弯道和设置扭坡顺引流的急骤变化甚至产生负压：其纵断面设计应因地制宜地根据地形、地质而选用缓坡陡坡或多级跃水等多种形式：陡坡段应采用均比降：因泄水段流速很高，故应尽量布置在基上，如为非岩基则该段衬砌厚度应按允许流速与地质条件选择进行设计，一般浆砌距石用0.51，0m，混凝0.2-0.5m，钢筋混凝士0.15-0.3m（砼山与钢筋砼基部还应设0.3～0.5m厚的浆砌石底砌护），其坡度一般以≤1/2.5为宜。新鲜岩基上的泄水道，可不砌护；：如为松软风化岩石仍须用0.3～0.5m的浆砌石或0.2m厚的砼作砌护，并加设锚固筋；如需大面积砼衬砌则应按地质情况，结合温度变化布置伸缩缝和沉陷缝、两侧边坡可仅设横缝，底部则应设纵横缝，间料；考虑高速水流棒气的特点，边坡的砌护高度应有适当超高。
3.4侧槽段（指侧堰深槽式溢洪道）
该段布置应垂直于来水流向，其长度可根据等高线向上游延伸，水流特点是侧向进流，纵向泄流。側堰与深槽连接的渐变过渡段，其收縮角应控制在12。左右，其长废一般为槽内水深的3～5倍，其主要作用是避免槽内波动和横向旋滚的水流直接进入陡坡段。
4.结束语
小型水库溢洪道的作用不容忽视在除险加固工程中，应因地制宜，采用科学的方法对溢洪道进行合理设计，保证溢洪道本身及水库工程安全经济可行。
参考文献
[1]于士勇.孟祥林.溢洪道整治研究[J].吉林水利.2011（12）.
作者介绍
邢俭，1987年5月，男，满族，专科，助理工程师。
郝顺荣，1966年2月，女，汉族，专科，助理工程师。