滁州市水利勘测设计院 安徽 滁州 239000
摘要：迷宫堰在新集水库除险加固工程中的应用。如何在不降低防洪标准的前提下增加已建水库的兴利库容，是广大水利科技工作者长期研究的课题之一。迷宫堰是一种兼挡水和泄水的水工建筑物，在平面布置上呈折线形，状似锯齿或迷宫，因此得名。其泄流能力比一般直线堰大得多，用来改建已建水库无闸溢洪道，在满足溢洪道原设计泄洪能力的前提下，可大大提高兴利水位，从而增加兴利库容， 其效果与建闸接近，造价只有建闸的1/3～1/2，且维修费用低，管理方便。其设计除应满足泄水要求外，在结构上须根据具体工程条件，选择合适的形式、尺寸、参数，验算强度和稳定性，以达到安全、经济的目的。
关键词：迷宫堰；应用实例；新集水库
1工程概况
新集水库位于定远县藕塘镇，池河右岸王集河上，水库控制流域面积31.5km2，是一座以灌溉防洪为主，兼水产养殖及城镇供水的中型水库。水库社会效益和灌溉效益显著，在当地经济发展中发挥着重要作用。水库现状校核洪水标准为1000年一遇，相应洪水位61.38m，相应库容为1665万m3；设计洪水标准50年一遇，相应洪水位60.37m，相应库容为1397万m3；兴利水位59.0m，相应库容1070万m3；死水位52.5m，相应库容160万m3。水库工程等别为Ⅲ等，主要永久建筑物级别为3级。水库设计灌溉面积2.8万亩，有效灌溉面积1.8万亩。防洪保护范围包括水库下游保护面积30km2、灌区耕地 1.5万亩、人口3.2万及下游藕塘镇。
2泄洪能力计算公式
迷宫堰位于大坝北端于1992年建成，堰顶高程60.0m，堰底高程56.3m，堰高3.7m，堰体顺水流方向长7.9m，堰宽28m，迷宫堰单宫宽7m，单宫长17.5m，总展长70.0m。溢洪道进口为园弧形翼墙，堰体下游接陡坡段，陡坡坡比约为1：5.3，陡坡后接泄洪渠，泄洪渠底宽约35m，边坡为1:2。迷宫堰与宽顶堰流量系数及泄流能力比较见表1。
迷宫堰泄洪流量采用公式：
从表中可知，新集水库溢洪道在堰顶高程、堰宽、堰上水头均相同的情况下，采用迷宫堰的泄流能力是宽顶堰的5倍以上，尤其在低水头条件下迷宫堰的优势更加明显。
3溢洪道方案比选
为满足除险加固的工程要求，本次考虑以下溢洪道方案进行比选：
方案一：完全利用迷宫堰泄洪方案，由于迷宫堰泄洪能力未做模型试验，为水库安全考虑，迷宫堰按薄壁堰泄流能力进行调洪计算，溢流过流净宽28.0m，迷宫堰顶高程兴利水位59.0m。
方案二：建泄洪闸方案，定远属缺水地区，为节约水资源，非汛期能蓄水灌溉的目地，考虑将迷宫堰拆除重建泄洪闸方案，闸底高程仍维持现状56.3m，闸净宽按12.0m调算。
以上两个方案通过调洪泄流能力均能满足要求。调洪演算成果对比情况见表2。方案投资对比情况见表表3。
表中所列两个方案的工程量及投资当时的概算比较可以看出，迷宫堰方案在溢洪道上的工程量很少，堰体为薄壁堰，结构简单，与底板连成整体，施工简单、快捷，但大坝加高工程量增加稍多。泄洪闸方案则在溢洪道上工程量较多，坝体工程量相对少些。综合计算结果泄洪闸投资为迷宫堰的2.7倍多，迷宫堰方案投资明显少于泄洪闸方案。因此，该水库溢洪道采用了迷宫堰方案。
在实际加固过程中由于现状迷宫堰现状情况良好，仅对堰体做碳化处理，从而大大降低溢洪道的投资。新集水库于2013建成投入使用， 取得了较好的效益。
4结束语
（1）迷宫堰的优点在于既可以挡水，又可以泄水，釆用迷宫堰方案，在提高兴利水位的同时，又能满足泄流要求，非常适用于中小型水库改建和扩建工程。对一些大坝本身有安全隐患的，限制蓄水位运行的工程，若采用迷宫堰可使正常水位不变情况下，降低洪水位。这对于土坝可降低洪水位时的浸润线，对大坝安全十分有利。
（2）迷宫堰和其它水工建筑物比较，具有过流能力强、堰前宽度小、结构相对简单等特点，可广泛应用于枢纽布置受限制、泄洪前沿不足、无闸控制的中低水头溢洪道中。迷宫堰的泄流能力远大于相同水头下宽顶堰和实用堰的泄流能力，这一特点在低水头下的优势表现得更为突出。
（3）溢洪道采用迷宫堰结构型式，各频率库水位均较低，库区淹没面积较小，工程移民补偿投资比宽顶堰低很多，在降低工程移民补偿投资方面效果显著。本次在新集水库除险加固工程中应用得到了良好的效果，本文中的水力设计和结构设计方法可以为类似工程项目方案选择提供参考。
参考文献
[1] 水利部.溢洪道设计规范[S].北京:水利水电出版社，2000.
[2] 水利部.水闸设计规范[S].北京:水利水电出版社，2001.
[3]滁州市定远县新集水库除险加固工程初步设计报告[R].2012.
作者简介
沈宗奎（1985—），安徽天长人，工程师。
论文作者:沈宗奎
论文发表刊物:《防护工程》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/13
标签：迷宫论文; 溢洪道论文; 水库论文; 方案论文; 库容论文; 水位论文; 工程论文; 《防护工程》2017年第10期论文;