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摘要：水库在水利工程中的主要功能为调节水流、拦截洪水，而保障水库防洪功能的重要设施就是水库溢洪道，溢洪道的主要作用是顺利排出超出水库承受容量的蓄水，进而保证水库在泄洪与汛期的安全性。水库的安全性与溢洪道的稳定运行有着密不可分的关系，但现阶段，仍有一些问题缺陷存在于我国水库溢洪道设计中，严重影响着水利工程的正常运行，因此必须对这些问题采取有效的解决措施。本文主要阐述了水库溢洪道设计概念，分析了现阶段水库溢洪道设计存在的问题，并提出了解决水库溢洪道设计问题的有效措施，希望能给业界人士提供一定的建议，从而促进我国水利工程的长远发展。
关键词：水利工程;水库;溢洪道设计;水力计算
前言：俗话说的好，“水利兴，则仓廪实”，对于水利工程基础设施的建设，国家和地方政府越来越重视，并将水利转向现代水利可持续发展的道路上进行了大力推进。溢洪道通常设置在水利建筑物的一侧，主要作用是当水库水位超过安全限度时，特别是在发生洪涝灾害过程中，其可以将水库不能容纳的洪水宣泄出去，以此来保证水库坝体的安全性。一般溢洪道组成包括五部分，分别为出水渠、消能防冲设施、泄槽段、控制段以及水渠段，其设计是否合理，不仅关系着工程的整体造价，还影响着水库的安全性。可见，在水利工程设计过程中，溢洪道有着不可忽视的重要地位。
1.水库溢洪道设计概念
水库等水利建筑物的防洪设备就是溢洪道，其像一个大槽，通常筑在水坝的一侧，当水库里水位超过安全限度时，为了防止水坝被毁坏，水可从溢洪道向下游流出。主要分为四个阶段：进水渠、控制段、泄槽、出水渠。在水库等水利建筑物中，按溢洪道运用情况与泄洪标准，其主要有两种类型，分别为非常溢洪道与正常溢洪道。非常溢洪道用来宣泄非常洪水，而正常溢洪道用来宣泄设计洪水。按其所在位置分为岸边溢洪道和河床式溢洪道。后者由坝身溢洪，而前者可分为虹吸溢洪道、井式溢洪道、侧槽溢洪道、正槽溢洪道。控制段常用宽顶堰与实用堰，进水渠具有调整水流与进水的作用，泄水段有隧洞和泄槽两种形式，堰顶可设或不设闸门。为保护岩石不被风化和泄槽免遭冲刷，在衬砌过程中通常会采用混凝土进行。消能段多采用水跃消能或挑流消能。当下泄不流需要另设尾水渠，不能直接归入原河道，以此来妥善衔接下游河道。
2.现阶段水库溢洪道设计存在的问题
2.1不够合理的溢洪道结构设计
设计人员在设计溢洪道过程中，通常而言，泄洪道的施工区域会优先选择一些垭口或比较稳定的岸边，这样才能在泄洪过程中，保证泄洪道的可靠性与稳定性。另外，要严格计算泄洪道的各个部位，对泄洪道的泄洪量进行科学的考虑，从而保证泄洪道结构的可靠与稳定性，得到科学准确的施工参数，促进工程的顺利开展。
2.2水库溢洪道的设计和布置问题
在正式施工设计水库工程过程中，要从多个方面因素考虑正槽式溢洪道的布置选址，包括整体的施工工期、工程的施工要求以及项目的施工环境等。正槽式溢洪道的施工原则，通常情况下，是为了保证正常蓄水水位高度与原地高程相近，与一般的泄洪道设计原则一致。施工人员在施工过程中，施工区域要尽量选择比较平衡的地区，以此项目施工质量会受到大量开挖的影响，尽量减少工程的开挖量。在施工过程中，应减少水头的损失，控制引渠的长度，以此来保证洪水最终归流的稳定性。现阶段，仍有一些不足存在于我国中小型水库中，坝体出入口与溢洪道设计距离过近就是比较典型的一个问题，进而造成泄洪道与坝体肩部之间距离过近。由于进出口位置缺乏有效保护，所以，一旦遭遇到严重的洪水灾害，质量问题就会在第一时间出现在坝肩上。泄洪道收缩性过强或转弯过大的问题也会经常出现在溢洪道设计过程中，严重影响了洪涝期间的泄洪工作。一般在较为陡的下坡处，部分水库溢洪道布置的弯道，受不断变化水流的作用，会增高水库中凹进去的水库面，造成水库两岸水面差距增大，直接影响着水库的泄洪能力，并且向下流冲去。工程安全与工程资金投入的矛盾问题也一直存在于水库设计中，只有投入大量的资金，才能更好的加高与加固砌护，反之就会影响到水库泄洪的安全性。
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2.3洪水期间比较常见的问题
在洪水期间，水库的稳定、安全性与溢洪道有着密不可分的关系，溢洪道可以保证水库不会因为水位过高而发生安全事故。在经济的快速发展下，社会对水利工程的需求日益增长，基于此，大幅度增加了水利工程建设项目数量，一批大大小小的建筑施工队伍出现在全国各地，为了提高项目的经济效益，一些施工队伍盲目压缩工程投资成本，严重影响了工程项目的施工造价，为了保证在造价内完成工程，在实际施工过程中，不得不降低项目的施工标准，不仅降低了后期工程运行的性能，也降低了工程的施工质量。另外，在长期的风吹日晒下，一些水库的外建筑会出现风化现象，特别在洪水期间，在水流的冲击下，不仅会影响泄洪道的防洪性，还会极易发生损坏，甚至会发生安全事故。
3.解决水库溢洪道设计问题的有效措施
3.1整体布局思路
主要由五个部分组成溢洪道，不同的职责由不同部分来承担，所以，应结合水库的实际情况，在工程施工设计中，科学的进行泄洪道的规划与设计，以此来保证对于工程的泄洪需求，泄洪道设计可以很好的满足。设计人员在设计过程中，应清晰认识不同的施工位置与具体施工时间，有一个清晰的思路，同时，还应充分结合工程特点、水文状况、地质状况开展设计作业，从而对工程施工质量进行有效的保证。
3.2溢洪道各部分结构段的优化设计
3.2.1控制段
一般由闸连接建筑组成控制段，闸的作用是对泄洪的流速与水量进行控制，在选择闸轴线过程中，对于控制要求，一定要保证选择的轴线可以满足。同时，尽量结合当地的地形地貌开展控制段的施工设计，以此来保证设计方案的经济性与科学性。控制段通常来说要保证水流的稳定与快速，有效控制泄水的过程，并垂直处理进入泄水渠的洪水。
3.2.2进水渠段
科学的利用大坝周边的地形，进行泄洪道的排水渠施工设计，为了保证洪水顺利流入渠道内，在引导供水过程中，可充分利用地势的走向来进行。要尽可能选择简单的施工结构，降低断面的坡度，并选择直线施工方案，从而保证进水的平和与稳定性。
3.2.3消能防冲设施段
将消能防冲设施设置在急流段的尾端，可以对水流的冲击力进行有效的降低，可根据泄流、地质、地形条件来确定其型式。一般采用底流消能方式作为非岩基上的消能设施，同时，消能池也要设置在末端。在出水渠的设计上，要注意对于下游河道的流式走向，出水渠的轴线设计要顺应，宽度相对大一点，以免造成冲刷危害，使水流因集中产生折冲现象。
3.2.4泄流段
要综合水力、地质、地形条件来布置断面、平面、纵坡，同时泄槽的轴线要保持平直，以此来实现科学合理的布置。弯道的设计通常在无法避免的因素限制下进行，通常会在槽底较为平缓、水流较为平稳、流速相对较小的地方设置弯道。
结束语：
综上所述，水库的安全问题与水库的溢洪道设计有着密不可分的关系，设计人员在实际施工设计中，应展开科学设计，根据工程的实际情况，结合当地的工程需求以及地貌、地形条件，来科学的设计与优化溢洪道的各个部分，从而保证水库结构的可靠与稳定性，最大化确保溢洪道的合理与科学性。
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论文作者:梁玉翠
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年17期
论文发表时间:2019/11/22
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