海馬箐水庫溢洪道整體水工模型試驗研究及優化設計

段 玫

(昆明市水利水電勘測設計研究院，云南 昆明 650231)

1 工程簡介

海馬箐水庫位于云南省昆明市宜良縣，是一座以灌溉和縣城供水為主，同時對下游起一定防洪錯峰作用的中型水庫。徑流面積76．8km2，總庫容為1610萬m3，工程樞紐主要建筑物由大壩、溢洪道、輸水泄洪隧洞組成。大壩為粘土心墻分區壩，最大壩高59．2m。

海馬箐水庫設計洪水標準為50年一遇，校核洪水標準為1000年一遇。泄洪任務由溢洪道和隧洞承擔，當水庫遭遇重現期50年及以下設計洪水時，泄洪任務由溢洪道承擔，設計洪水位為1784．21m，下泄流量141．0m3/s;當水庫遭遇重現期50年以上設計洪水時，即水庫庫水位超過設計洪水位時，泄洪任務由溢洪道和隧洞共同承擔，校核洪水位為1785．58m，下泄流量 272．7m3/s(溢洪道 222．0m3/s+隧洞50．7m3/s);30年一遇消能防沖溢洪道下泄流量為120．0m3/s，相應水位1783．81m。

溢洪道布置于右岸，根據地形條件、軸線布置、消能方式等因素綜合考慮，選擇相對平直路線布置溢洪道，溢洪道由進口段、控制堰段、泄槽一、泄槽二、斜向挑流消能段組成，全長314．48m，控制段設駝峰堰，堰寬10m，由于受地形條件所限，消能方式選擇斜向挑流消能。

2 水工模型試驗成果

為驗證溢洪道原設計方案在不同工況下的泄洪水流流態及消能效果，確定溢洪道末端的斜向挑坎體型參數，我院與中國水電顧問集團昆明勘測設計研究院科學研究分院共同進行溢洪道整體水工模型試驗研究，為優選布置方案及體型優化提供技術支撐。原設計方案與水工模型試驗修改方案成果比較見表1。

3 優化設計

最終推薦方案通過對挑坎體型調整并配合不等高臺階陡槽在各典型工況時水流出挑坎后落點合適，河床沖刷均不深，消能效果明顯，各典型工況臺階上均無負壓出現。且溢洪道在泄校核洪水時，沿程水深均低于設計邊墻，但在下泄校核洪水、設計洪水、消能防沖洪水時，下游水位均超過隧洞邊墻，需調整隧洞邊墻高度。

根據溢洪道整體水工模型試驗研究成果，我們在初步設計時對原設計進行如下優化，見表2。

溢洪道原設計方案及優化設計見圖1、圖2。

4 結語

通過水工模型試驗研究，對溢洪道設計原方案的合理性進行驗證，并針對溢洪道泄槽段泄流及末端的斜向挑坎體型的多次調整比較，推薦優選布置方案及體型參數，為體型優化提供了技術支撐。經優化設計后溢洪道布置合理，體型滿足各工況下泄流要求，在各典型工況時水流出挑坎后落點合適，不等高陡槽臺階上均無負壓出現，且河床沖刷均不深，消能效果明顯。

表1 原設計方案與水工模型試驗修改方案成果比較表

表2 原設計方案與優化設計成果表

圖1 海馬箐溢洪道原設計圖

圖2 海馬箐溢洪道優化設計圖