透析锦凌水库工程泄水建筑物消能型式方案选择

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摘要介绍了锦凌水库工程泄水建筑物的消能型式的可选择方案，并进行了比较，结果表明溢流坝段消能型式选择以挑流消能投资比较经济。

关键词锦凌水库工程；泄水建筑物；消能型式；方案选择

锦凌水库工程位于锦州市境内的小凌河干流上，是列入小凌河流域规划、锦州城市总体规划及城市防洪规化的重要骨干工程。坝址位于锦州市近郊区的后山营子村，距锦州市9.5km，坝址以上控制流域面积3029km2，占总流域面积的58.8%，水库总库容8.08亿m3，水库工程规模为大（2）型。水库任务是以承担锦州市的防洪和供水为主，并兼顾改善地下水环境。锦凌水库工程主要建筑物有：混凝土挡水坝段及土坝挡水坝段、溢流坝段、底孔坝段、引水坝段、连接坝段，其中溢流坝段和底孔坝段为坝身泄洪的泄水建筑物，下游应接消能建筑物。

1溢流坝段消能型式选择

结合该工程天然河道地形、地质条件，影响消能型式选择的主要因素有：单宽泄流量较大，单宽泄洪功率也较大；洪水峰高量大，但下游水深变幅小，水深较浅；河床第四系覆松散砂砾石，覆盖层较厚；基岩抗冲能力较低。由于锦凌水库工程泄水建筑物采用坝身泄洪型式，在坝下游天然河道水深变幅小的情况下，其消能型式采用挑流和底流消能均是可行的，因此拟定以下方案作比较[1-3]。

1.1溢流坝段挑流消能方案

采用连续鼻坎挑流消能，挑射角θ=25.0°，反弧半径R=25.00m，挑流鼻坎顶高程37.50m，坝体剖面底长43.91m，经计算，最大冲坑深度为9.73m（建基面以下，连接段前趾冲刷深度3.46m），水舌挑射距离L=75.21m。

1.2溢流坝段底流消能方案

采用USBRⅡ型消力池消能，消力池长度72.5m，池深度7.45m，底板平均厚度2.6m。消力池下游干砌石海漫长度84.0m，坝体剖面底长48.4m。

2消能方案比较

2.1挑流消能方案

挑流消能的最大优点是结构简单，易于检修，投资节省；经计算，当渲泄500年一遇洪水时，冲坑深度达7.03m，冲坑起点距坝趾21.2m，当渲泄5000年一遇洪水时，冲坑深度达9.73m，冲坑起点距坝趾10.3m，冲坑上游坡为1.0∶4.0，冲坑横向影响深度在下游连接段建基面以上，不影响大坝和下游连接段的稳定安全。根据枢纽总体布置，溢流坝挑流引起的雾化，对下游两岸边坡和进厂公路没有不利影响。但由于该工程下游覆盖层较厚，水深较浅，基岩抗冲能力不高，因此，水库泄洪时对下游河床所产生的冲淤影响不可避免，行洪后需根据冲淤情况对下游主河道及时进行清淤。

2.2底流消能方案

底流消能的最大优点是对地质条件的要求相对较低，对尾水变幅的适应性较好，出池水流对下游河道冲刷轻微，雾化影响小；经计算，消力池长度72.5m，池深度7.45m，底板平均厚度2.6m。消力池下游干砌石海漫长度84.0m。但结合工程情况看，由于单宽泄量较大，单宽泄洪功率也较大，因此底流消能工程量相对较大，同时对消力池的抗冲耐磨要求也高。

2.3投资比较

溢流坝消能方案工程量及投资比较见表1。由表1可知，挑流消能方案投资经济，比底流消能方案节省投资5391.8万元；经对溢流坝段优化布置，泄洪对主要建筑物的运行影响较小，安全可靠，为消能形式比较后的选定方案。

3结语

溢流坝段消能型式选择挑流消能投资经济。另外，底孔坝段消能型式的选择要考虑与溢洪道泄流的协调性和安全性。按照水库运行要求，底孔泄洪频繁，并且先于溢洪道运行，下游水位较低，经分析若采用底流消能型式，不仅投资不经济，而且消能设施的布置也在溢流坝消能冲坑的影响范围之内，不能保证其结构的稳定安全，因此底孔消能也采用挑流消能型式[4-8]。锦凌水库工程系在建工程，目前已经全面开工，其中泄水建筑物消能型式的选择是经严格比选采用的，将会为后续水利工程提供借鉴。