海馬箐水庫溢洪道整體水工模型試驗(yàn)研究及優(yōu)化設(shè)計(jì)

段 玫

(昆明市水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，云南 昆明 650231)

1 工程簡介

海馬箐水庫位于云南省昆明市宜良縣，是一座以灌溉和縣城供水為主，同時對下游起一定防洪錯峰作用的中型水庫。徑流面積76．8km2，總庫容為1610萬m3，工程樞紐主要建筑物由大壩、溢洪道、輸水泄洪隧洞組成。大壩為粘土心墻分區(qū)壩，最大壩高59．2m。

海馬箐水庫設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇。泄洪任務(wù)由溢洪道和隧洞承擔(dān)，當(dāng)水庫遭遇重現(xiàn)期50年及以下設(shè)計(jì)洪水時，泄洪任務(wù)由溢洪道承擔(dān)，設(shè)計(jì)洪水位為1784．21m，下泄流量141．0m3/s;當(dāng)水庫遭遇重現(xiàn)期50年以上設(shè)計(jì)洪水時，即水庫庫水位超過設(shè)計(jì)洪水位時，泄洪任務(wù)由溢洪道和隧洞共同承擔(dān)，校核洪水位為1785．58m，下泄流量 272．7m3/s(溢洪道 222．0m3/s+隧洞50．7m3/s);30年一遇消能防沖溢洪道下泄流量為120．0m3/s，相應(yīng)水位1783．81m。

溢洪道布置于右岸，根據(jù)地形條件、軸線布置、消能方式等因素綜合考慮，選擇相對平直路線布置溢洪道，溢洪道由進(jìn)口段、控制堰段、泄槽一、泄槽二、斜向挑流消能段組成，全長314．48m，控制段設(shè)駝峰堰，堰寬10m，由于受地形條件所限，消能方式選擇斜向挑流消能。

2 水工模型試驗(yàn)成果

為驗(yàn)證溢洪道原設(shè)計(jì)方案在不同工況下的泄洪水流流態(tài)及消能效果，確定溢洪道末端的斜向挑坎體型參數(shù)，我院與中國水電顧問集團(tuán)昆明勘測設(shè)計(jì)研究院科學(xué)研究分院共同進(jìn)行溢洪道整體水工模型試驗(yàn)研究，為優(yōu)選布置方案及體型優(yōu)化提供技術(shù)支撐。原設(shè)計(jì)方案與水工模型試驗(yàn)修改方案成果比較見表1。

3 優(yōu)化設(shè)計(jì)

最終推薦方案通過對挑坎體型調(diào)整并配合不等高臺階陡槽在各典型工況時水流出挑坎后落點(diǎn)合適，河床沖刷均不深，消能效果明顯，各典型工況臺階上均無負(fù)壓出現(xiàn)。且溢洪道在泄校核洪水時，沿程水深均低于設(shè)計(jì)邊墻，但在下泄校核洪水、設(shè)計(jì)洪水、消能防沖洪水時，下游水位均超過隧洞邊墻，需調(diào)整隧洞邊墻高度。

根據(jù)溢洪道整體水工模型試驗(yàn)研究成果，我們在初步設(shè)計(jì)時對原設(shè)計(jì)進(jìn)行如下優(yōu)化，見表2。

溢洪道原設(shè)計(jì)方案及優(yōu)化設(shè)計(jì)見圖1、圖2。

4 結(jié)語

通過水工模型試驗(yàn)研究，對溢洪道設(shè)計(jì)原方案的合理性進(jìn)行驗(yàn)證，并針對溢洪道泄槽段泄流及末端的斜向挑坎體型的多次調(diào)整比較，推薦優(yōu)選布置方案及體型參數(shù)，為體型優(yōu)化提供了技術(shù)支撐。經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)后溢洪道布置合理，體型滿足各工況下泄流要求，在各典型工況時水流出挑坎后落點(diǎn)合適，不等高陡槽臺階上均無負(fù)壓出現(xiàn)，且河床沖刷均不深，消能效果明顯。

表1 原設(shè)計(jì)方案與水工模型試驗(yàn)修改方案成果比較表

表2 原設(shè)計(jì)方案與優(yōu)化設(shè)計(jì)成果表

圖1 海馬箐溢洪道原設(shè)計(jì)圖

圖2 海馬箐溢洪道優(yōu)化設(shè)計(jì)圖