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溢洪道是全國科學技術名詞審定委員會審定、公布的一個科技名詞。

語言文字是一個民族文化的結晶。這個民族[1]過去的文化靠着它來流傳,未來的文化也仗着它來推進,從大約是在公元前14世紀,殷商後期的「甲骨文」被認為是「漢字」的第一種形式[2]西周後期,漢字發展演變為大篆,後秦始皇統一中國,中國文字才逐漸走上了發展的道路,直至今天。

名詞解釋

溢洪道(yì hóng dào)是水庫等水利建築物的防洪設備,多築在水壩的一側,像一個大槽,當水庫里水位超過安全限度時,水就從溢洪道向下游流出,防止水壩被毀壞。 包括:進水渠 控制段 泄槽 出水渠。

分類

溢洪道按泄洪標準和運用情況,分為正常溢洪道和非常溢洪道。前者用以宣洩設計洪水,後者用於宣洩非常洪水。按其所在位置,分為河床式溢洪道和岸邊溢洪道。河床式溢洪道經由壩身溢洪。岸邊溢洪道按結構形式可分為:

①正槽溢洪道。泄槽與溢流堰正交,過堰水流與泄槽軸線方向一致。

②側槽溢洪道。溢流堰大致沿等高線布置,水流從溢流堰泄入與堰軸線大致平行的側槽後,流向作近90°轉彎,再經泄槽或隧洞流向下游。

③井式溢洪道。洪水流過環形溢流堰,經豎井和隧洞泄入下游。

④虹吸溢洪道。利用虹吸作用泄水,水流出虹吸管後,經泄槽流向下游,可建在岸邊,也可建在壩內。岸邊溢洪道通常由進水渠、控制段、泄水段、消能段組成。進水渠起進水與調整水流的作用。控制段常用實用堰或寬頂堰,堰頂可設或不設閘門。泄水段有泄槽和隧洞兩種形式。為保護泄槽免遭沖刷和岩石不被風化,一般都用混凝土襯砌。消能段多用挑流消能或水躍消能(見消能工)。當下泄水流不能直接歸入原河道時,還需另設尾水渠,以便與下遊河道妥善銜接。溢洪道的選型和布置,應根據壩址地形、地質、樞紐布置及施工條件等,通過技術經濟比較後確定。

設計和布置

溢洪道的設計和布置合理與否,不僅直接影響到水庫的安全,而且關係到整個工程造價。土石壩一般中小型溢洪道,約占水庫樞紐工程造價的25~30%及勞動力的25%,故溢洪道合理的布局和選型,在水庫工程設計中是一個比較重要的環節。關鍵詞:土石壩中小型水庫溢洪道常見問題對策溢洪道的設計和布置合理與否,不僅直接影響到水庫的安全,而且關係到整個工程造價。土石壩一般中小型溢洪道,約占水庫樞紐工程造價的25~30%及勞動力的25%,故溢洪道合理的布局和選型,在水庫工程設計中是一個比較重要的環節。

一.常見問題

①.溢洪道是洪水期間保證水庫安全的重要設施,中小型水庫由於受工程造價的限制,其設計採用的洪水標準往往偏低、選用洪水數據偏小,因而必然帶來溢洪道設計尺寸偏小,再加上周邊岩體風化坍落,往往造成泄流能力不足,因而不能保證安全泄洪。

②在布置上,某些工程設計的溢洪道其進出口段離壩身太近,壩肩與溢洪道之間僅有單薄的山脊相隔。進口段如未進行有效的護砌,泄洪時一旦發生沖蝕現象,將危及壩肩安全,有些設計的陡槽末端與壩腳緊貼,假如發生橫流沖刷,更易危及壩腳安全,因此這二種情況均對大壩的運行安全十分不利。

③.溢洪道設計的平面彎道半徑過大和收縮過劇,對泄流十分不利。非凡在溢洪道陡坡段布置有彎道時,由於彎道流態、流勢劇烈變化,導致二岸產生了水面差,這時凹岸水面壅高,並在下游銜接的平直段內產生折衝水流,大大影響了泄流能力和消能效果。另外陡坡段或緩流段的過劇收縮,也會發生顯著的壅水和流態變化,並對溢洪道襯砌造成衝擊,如砌護過高會增加投資,砌護過低了又不安全。

④.溢洪道縱橫剖面及平面布置設計不當,比較突出的問題是陡坡設計比降過陡。部分溢洪道布置在非岩性山坡上,其底部未做有效的反濾襯砌,致使滲水後易產生滑坡;結構上也不穩定。在橫斷面設計中,有些工程對兩側山坡開挖坡度注重不夠,有的過陡,加上襯砌厚度偏薄,不能滿足抗滑抗傾穩定,也易造成坍方和滑坡;平面布置上,存在着上下游斷面連接不配套,形成「瓶頸」現象,從而影響了泄洪能力;此外溢洪道末端與河道銜接部分注重不夠,導致有的末端高出河床很多,有的末端未做砌護處理,常造成嚴重沖刷,並向上延伸,直至整個建築物破壞。

5.現有水力設計方法尚不夠完善,如溢洪道進口布置有引洪平流段的情況下,由於水力計算中忽略了平流段時進口水位的壅高。而實際壅高有時較大,不可忽視。有些設計對溢洪道的消能工的設計考慮不夠充分,或者型式選擇不當,導致消力牆長度和深度均不能滿足需要,消能不夠充分,致使下遊河段發生嚴重沖刷。

另在側槽式溢洪道設計中,過去大多採用「扎馬林法」進行計算。經多年實踐及水工模型試驗證實:使用該法計算所確定的水面坡降偏小,導致側槽深度不夠,流量係數減小,使側堰局部呈現沉沒出流,其實際泄洪流量達不到設計要求的泄量,因而對工程是不安全的。

6.有些工程在結構設計中對泄洪的特點和基礎特性考慮不周,溢洪道下泄的高速水流具有很強的衝出力、由於急流的摻氣和脈動現象十分顯著常會產生劇烈的震動;有些溢洪道採用低標號的漿砌石或砼砌護,且砌護厚度與邊坡砌護高度都不能適應結構穩定要求,因而不能抵禦高流速的沖刷;有些非岩基上的溢洪道設計時,底部幾乎沒有反濾排水設備,極易發生塌滑;有些大面積圬工砼襯砌由於未設伸縮沉陷縫,致使溢洪道襯砌發生一些裂縫,總之這些都使工程安全受至影響。

參考文獻