壩體溢洪道設(shè)計(jì)研究

【摘要】壩體溢洪道數(shù)值模擬計(jì)算研究分析，本文介紹了壩體溢洪道的三維數(shù)值模擬計(jì)算及數(shù)據(jù)分析。

【關(guān)鍵詞】三維流場(chǎng)數(shù)值模擬；泄流能力；水面線；壓強(qiáng)分布；流場(chǎng)特性；水流空化數(shù)估算；消力池效能率

1 工程概況

柯柯亞二庫為混凝土面板砂礫石壩，柯柯亞二庫工程規(guī)模為小（1）型工程，工程等別為Ⅳ等。水工建筑物級(jí)別：永久性主要建筑物為4級(jí)，永久性次要建筑物為5級(jí)，臨時(shí)性建筑物為5級(jí)。水庫正常運(yùn)用洪水重現(xiàn)期為50年，非常運(yùn)用洪水重現(xiàn)期為1000年。

柯柯亞二庫樞紐工程由攔河大壩、溢洪道、灌溉放水洞兼泄洪洞、供水涵管四部分組成，其中攔河主壩最大壩高為27.10m，壩體為混凝土面板砂礫石壩，庫盤采用土工膜防滲；溢洪道修建在主壩上，采用正槽式溢洪道，無閘門控制。

1.1 溢洪道布置

溢洪道布置在主壩右側(cè)壩頂處，為放置于壩體上的正槽式溢洪道，無閘門控制。

溢洪道布置在壩體上，為正槽式溢洪道，溢流堰堰頂高程同正常蓄水位為847.87m，堰寬22m。當(dāng)來水頻率為P=2%的設(shè)計(jì)洪水時(shí)，相應(yīng)設(shè)計(jì)洪水位為849.13m，當(dāng)來水頻率為P=0.1%的校核洪水時(shí)，相應(yīng)校核洪水位為850.79m，溢洪道最大下泄流量為192.47m3/s。

溢洪道由堰前段、控制段、收縮段、泄槽段和消能段組成，全長度為158.0m。

2. 溢洪道設(shè)計(jì)

2.1 水力學(xué)計(jì)算

2.1.1泄流能力計(jì)算

堰型采用寬頂堰型計(jì)算；校核洪水位850.79m，設(shè)計(jì)洪水位849.13m，堰頂高程847.87m，堰寬為22m，無閘門控制。采用實(shí)用堰流進(jìn)行泄流能力計(jì)算，計(jì)算公式如下：

根據(jù)水庫水力計(jì)算，：校核泄量Q=204.48m3/s，大于調(diào)洪值Q=197.45m3/s，新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)數(shù)值模擬計(jì)算：校核泄量為205m3/s大于于調(diào)洪值Q=197.45m3/s，滿足要求。

2.1.2泄槽段水面線計(jì)算

泄槽水面線根據(jù)能量方程，用分段求和法計(jì)算，計(jì)算公式如下：

2.1.3 溢洪道沿程壓強(qiáng)

（1）溢洪道控制段、堰頂、及光滑泄槽段均無負(fù)壓（除摻氣槽外），壓強(qiáng)大小隨水深的減小而減小。摻氣槽下游圓弧段（0+48.88）出現(xiàn)負(fù)壓，其值為-10kPa。

（2）溢洪道最大正壓值約為33.82kPa，樁號(hào)為0+107.39m處。

（3）摻氣坎水舌沖擊區(qū)最大沖擊壓強(qiáng)為50.69kpa，樁號(hào)為0+025.85，板塊分縫位置應(yīng)避開水舌沖擊區(qū)。

作者簡介 ：周亮、1986年8月20出生、本科學(xué)歷2009年畢業(yè)于新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)、學(xué)士學(xué)位、吐魯番地區(qū)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院、工程師。