摘要：作为水库的重要组成部分之一，溢洪道的设计主要是为了泄出多余的洪水。一般情况下，泄洪道是不需要在水库正常工作时工作的，只有在汛期才会正式投入工作。溢洪道工作时间较短，但对于水库水量的调节起到重要作用，因此，溢洪道的设计情况非常重要。本文通过了解中小型水库溢洪道设计中的常见问题，结合实际情况着重分析处理中小型溢洪道设计问题的具体措施，以供参考。
关键词：中小型水库；溢洪道设计；常见问题；对策
一、中小型水库溢洪道设计中的常见问题
（一）工程造价限制
部分中小型水库在建设过程中容易受到工程造价的限制，使用的洪水标准往往与设计供水标准不相符，洪水数值偏小，再加上水库周围的岩体受到气候、天气的影响较大，容易出现垮塌、风化等情况，因此，其泄洪能力较差，无法保证中小型水库能安全泄洪。
（二）溢洪道设计不合理
中小水库溢洪道设计不合理的情况主要表现在进出口段距离坝身太近，导致坝肩与溢洪道之间距离太近，单一一层山脊根本无法阻隔冲击力较大的水流；平面弯道半径过大、收缩严重等情况也是溢洪道设计不合理的表现之一，除此之外，其横剖面及平面布置设计不合理，也需要设计人员多多注意。
（三）目前正在使用的水利设计方式存在缺陷
例如部分工程在设计过程中，溢洪道进口处的水力计算忽视了水头损失，部分吧设计溢洪道的消能设施选择型号存在问题，严重影响下游河段的水流冲刺。除此之外，侧槽式溢洪道设计常用的计算方式——“扎马林法”计算出的结果误差较多，在设计工程师常存在安全隐患。
（四）对泄洪特点与基础特性考虑不足
由于溢洪道泄出的水流速度较快，冲击力较强，会导致水流流动过程中出现强烈的震动，部分溢洪道选择砌护的浆、混凝土质量不足，导致其砌护的高度与厚度均无法满足溢洪道运行需求，根本无法抵抗高速水流的冲击，容易出现缝隙。部分非岩基溢洪道设计没有反滤排水设备的存在，比较容易在高速水流下出现垮塌情况。
二、处理中小型溢洪道设计问题的具体措施
（一）合理规划布局
在设计溢洪道时，设计人员需要充分考虑安全问题，保证水库工程安全稳定，平稳运行。因此，在进行布局过程中，要充分利用当地地形地貌的特点与优势，在保证安全的情况下进行合理设计。其设计方案要满足经济、安全量方面的要求，既要保证安全性，又要最小程度消耗成本[1]。
1.引流段
在设计引流段时，工作人员需要将其入口设计成为喇叭状，保证其长度合理，如果需要设计弯道，则要保证弯道弯度的平缓，要保证弯道与下游的衔接、出口等远离坝脚。引流段的截面设计应当使用矩形或梯形，并根据水流的速度来确定是否需要砌护，一般情况下，当水库的水速超过2米/秒时就要进行砌护设计，保证水库安全。另外，如果水库的岸基不是坚硬的岩基，就要对其凹岸进行砌护。
2.控制段
水库溢洪道的控制段需要保证水流的平缓，其堰口在与引流段衔接时，需要保证其使用渐变式的链接过度，使其收缩角度被限制在12°左右。设计人员需要以当地的实际条件为基础，并结合中小水库的泄流需求确定堰的宽度。当设计师在布置控制段出现的建筑物情况时，则需要保证近水口处的水流直接垂直于建筑物，只有这样，才能保证控制段的水流泄流均匀。
3.泄流段
设计人员在设计泄流段时，需要使用后直线法对其平面进行布置，尽量减少弯道与陡坡的出现，因为弯道与陡坡的出现会直接引起整个水流流速的变化，导致负压出现影响泄流段的泄流情况。在设计泄流段的断面时，一定要考虑其建造的地形特征以及地质特征，采用缓坡、陡坡、多级跃水等形式，一旦遇到陡坡，还要结合均一比降进行建设。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般情况下，泄流段的水流速度都会偏高，因此在进行布局过程中，应当对岩基进行探测后布局，若该地没有岩基，建造人员需要在此地加砌，其厚度要结合当地水流的流速与地质条件进行设计。
（二）重视溢洪道设计的水力计算
1.引流段
在计算引流段的水力数值时，可以从下游控制断面推算上游的水面曲线，计算进口处水位高度，才能正确得出泄洪时争取的水位高低。
2.控制段
设计人员需要根据计算设计规范进行控制段的汇流计算，其流量系数的选择也应该也使用的堰型相统一。
3.泄流段
根据笔者的了解可知，泄流段陡槽水面曲线的计算方式较多，当其底宽不变时，可以使用BH型降水曲线、查尔诺门斯基方法急性计算，当其底宽出现变化时，则可以使用查氏方法分段进行计算。
4.消能设施
底流式消能是中小水库溢洪道设计消能设施的主要水力计算方式，使用该方式能充分发挥巴什基洛娃图表的作用完成计算。设计工作人员在选择消能设施的尺寸大小时，应当保证留有一定的余地，在选择一些中型水库使用的消能设施时，需要将其水力计算的结果使用模型进行实验才能最终得到是否合适的结论。
5.侧槽段
“扎马林法”是过去计算侧槽段水力数值的方法，在计算过程中，该方式需要选用均匀流假定的预先设置条件，但是水库水流的实际水流状态是会随着流程的变化而变化的，因此不适合均匀流假定泄流公式进行计算，计算结果与实际情况会出现较大偏差。因此，设计人员可以根据水库水流的实际情况选择水面曲线推算法，这种方式更适合中小水库计算侧槽段水力数值，因为其内部比较复杂，所以对面岸坡的水位要比平均水位抬高10%~20%左右，若受到地形条件限制，最低需抬高5%[2]。
（三）溢洪道设计的结构计算
1.陡坡互砌厚度
在保证设置伸缩缝与沉陷缝之后，其坡面砌护与面积较大的薄板类似，由此可知，其基础应力数值以及倾复稳定数值可以不用反复计算，滑动稳定才是需要保证的重要控制条件。水流拖泄力、砌体自重顺坡方向的分离、护面凸体产生的阻力是在护面上作用的几种主要滑动力。而水流静压力、砌体自重垂直坡面上的分力是护面上常见的集中抗滑力，陡坡护砌厚度应当保证符合滑动安全标准的实际要求，保证抗滑系数范围小于或等于1.3~1.5。
2.消力池底板厚度
消力池底板周围必然存在有约束作用的边界，滑动情况便表现出一定的显著特征性，因此，需要使用一定的措施对抵抗浮力。在对抗浮力时，设计人员需要计算底板的浮重、水重，使其安全系数范围小于或等于1.3~1.5。
3.挑流鼻坎尺寸
在对中小型水库溢洪道进行设计与计算时，其挑流鼻坎的尺寸大小应当满足稳定（滑动稳定、倾复稳定）需求，在计算基础应力允许值是也应当结合力学方法，保证其抗滑指数范围小于或等于1.3~1.5，抗倾斜安全系数在1.5以内。涉及工作人员还需要对应力比值进行计算，使其在3~5之间，避免出现沉陷情况。
结语
根据文中内容可知，随着我国经济水平的不断提升，中小型水库的建设数量也在不断增加。在建设中西小型水库过程中，一定要重视其安全性与实用性，才能有效保证水库周边地区人民群众的生命安全与财产安全。水库在使用中可能会存在安全隐患，一旦出现洪水情况，将会对周边的人、建筑、农田等造成严重影响，因此，只有积极解决溢洪道设计中存在的问题，才能从根本上完善水库的安全性能。
参考文献：
[1]代兴勇，范文仁.试析中小型水库溢洪道设计过程中存在的问题及其改进措施[J].智能城市，2018，4（04）：156-157.
[2]孙荣，刘慧梅，戚正吉.中小型水库溢洪道结构的设计探讨[J].广东科技，2018，22（08）：79+69.
论文作者:谢兴琚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/28
标签：溢洪道论文; 水库论文; 水流论文; 陡坡论文; 水力论文; 弯道论文; 情况论文; 《基层建设》2019年第16期论文;